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2024-03-07 17:41:13

CAPP系统_百度百科

系统_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10CAPP系统播报讨论上传视频用于制定零件机械加工的计算系统CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。中文名CAPP系统外文名Computer Aided Process Planning作用制定零件机械加工工艺源于20世纪60年代目录1简介2系统构成▪基本构成▪内容▪步骤▪分类▪基础技术3作用4发展趋势5提供商6结论简介播报编辑CAPP技术的研究和发展源于20世纪60年代。1969年挪威推出了世界上第一个CAPP系统AUTOPROS，并于1973年商品化。美国于20世纪60年代末70年代初着手于CAPP系统。CAPP系统的结构组成：基本结构由零件信息的获取、工艺决策、工艺数据库/知识库、人机界面、工艺文件管理/输出等五大模块组成CAPP的地位：⑴可以将工艺设计人员从繁琐和重复性的劳动中解脱出来，以更多的时间和精力从事更具创造性的工作。⑵可以大大缩短工艺设计周期，提高企业对瞬息变化的市场需求作出快速反应的能力，提高企业产品在市场上的竞争能力。⑶有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行总结和继承。⑷有利于对工艺设计的最优化和标准化。⑸为实现企业信息集成创造条件，进而便于实现并行工程、敏捷制造等先进生产制作模式。CAPP（Computer Aided Process Planning，中文意思是计算机辅助工艺规划）是通过向计算机输入被加工零件的原始数据，加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码，编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片的过程。这项工作需要有丰富生产经验的工程师进行复杂的规划，并借助计算机图形学、工程数据库以及专家系统等计算机科学技术来实现的。计算机辅助工艺规划常是联结计算机辅助设计（CAD）的桥梁。在集成化的CAD/CAPP/CAM系统中，由于设计时在公共数据库中所建立的产品模型不仅仅包含了几何数据，也记录了有关工艺需要的数据，以供计算机辅助工艺规划利用。计算机辅助工艺规划的设计结果也存回公共数据库中供CAM的数控编程。集成化的作用不仅仅在于节省了人工传递信息和数据，更有利于产品生产的整体考虑。从公共数据库中，设计工程师可以获得并考察他所设计产品的加工信息，制造工程师可以从中清楚地知道产品的设计需求。全面地考察这些信息，可以使产品生产获得更大的效益。计算机辅助工艺规划（CAPP-computer aided process planning）利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件，这一过程称为计算机辅助工艺规划。它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。计算机辅助工艺规划通常多被译为计算机辅助工艺过程设计。国际生产工程研究会（CIRP）提出了计算机辅助规划（CAP-computer aided planning）、计算机自动工艺过程设计（CAPP-computer automated process planning）等名称，CAPP一词强调了工艺过程自动设计。实际上国外常见的一些，如制造规划（manufacturing planning）、材料处理（material processing）、工艺工程（process engineering）以及加工路线安排（machine routing）等在很大程度上都是指工艺过程设计。计算机辅助工艺规划属于工程分析与设计范畴，是重要的生产准备工作之一。由于计算机集成制造系统（CIMS-computer integrated manufacturing system）的出现，计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计（CAD-computer aided design）相接，下与计算机辅助制造（CAM-computer aided manufacturing）相连，是连接设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。计算机辅助工艺规划的内容主要有：①产品零件信息输入；②毛坯选择及毛坯图生成；③定位夹紧方案选择；④加工方法选择；⑤加工顺序安排；⑥加工设备和工艺装备确定；⑦工艺参数计算；⑧工艺信息（文件）输出。进行计算机辅助工艺计划的方法有：①检索式；②派生式（variant），亦称变异式、修订式、样件式等；③生成式（generative），亦称创成式；④综合式等。1976年美国的国际计算机辅助制造公司CAM-I（Computer-Alded Manufacturing-International,Inc）所推出的CAPP系统最著名、应用最广泛，在发展历史上具有里程碑意义。此后，世界上有众多CAPP系统问世，上海同济大学在1982年开发出中国第一个CAPP系统，即TOJICAP系统。计算机辅助工艺规划可以大大减轻工艺工程师的繁重劳动、提高工艺设计质量、缩短生产准备周期、提高生产率、减少制造成本等，无论是对单件小批多品种生产还是对大批量生产都有重要意义。当前，计算机辅助工艺规划正在向集成化、智能化、柔性化方向发展，对柔性CAPP（非线性CAPP、可选CAPP）、动态CAPP（闭环CAPP 、实时CAPP）、分布式CAPP、可重构CAPP、集成环境下CAPP、并行工程环境下 CAPP以及智能CAPP等系统进行了研究和开发。系统构成播报编辑基本构成视CAPP系统的工作原理、产品对象、规模大小不同而有较大的差异。CAPP系统基本的构成模块，包括：1.控制模块。控制模块的主要任务是协调各模块的运行，是人机交互的窗口，实现人机之间的信息交流，控制零件信息的获取方式；2.零件信息输入模块。当零件信息不能从CAD系统直接获取时，用此模块实现零件信息的输入；3.工艺过程设计模块。工艺过程设计模块进行加工工艺流程的决策，产生工艺过程卡，供加工及生产管理部门使用；4.工序决策模块。工序决策模块的主要任务是生成工序卡，对工序间尺寸进行计算，生成工序图；5.工步决策模块。工步决策模块对工步内容进行设计，确定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件；6.NC加工指令生成模块。NC加工指令生成模块依据工步决策模块所提供的刀位文件，调用NC指令代码系统，产生NC加工控制指令；7. 输出模块。输出模块可输出工艺流程卡、工序卡、工步卡、工序图及其它文档，输出亦可从现有工艺文件库中调出各类工艺文件，利用编辑工具对现有工艺文件进行修改得到所需的工艺文件；8. 加工过程动态仿真。加工过程动态仿真对所产生的加工过程进行模拟，检查工艺的正确性。内容CAPP的内容主要有：毛坯的选择及毛坯图的生成；定位基准与夹紧方案的选择；加工方法的选择；加工顺序的安排；通用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备的选择；工艺参数的计算；专用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备设计方案的提出；工艺文件的输出。步骤CAPP的步骤，共分为5步：1.输入产品图纸信息；2.拟定工艺路线和工序内容；3.确定加工设备和工艺装备；4.计算工艺参数；5.输出工艺文件。分类系统按其工作原理可分为检索式、派生式、创成式[2]等。检索式工艺过程设计系统是针对标准工艺的，将设计好的零件标准工艺进行编号，存储在计算机中，当制定零件的工艺过程时，可根据输入的零件信息进行搜索，查找合适的标准工艺。派生式工艺过程设计就是利用零件有相似性，相似的零件有相似的工艺过程这一原理，通过检索相似典型零件的工艺过程，加以增删或编辑而派生一个新零件的工艺过程。创成式工艺过程设计系统和派生式系统不同，它是根据输入的零件信息，依靠系统中的工程数据和决策方法自动生成零件的工艺过程。基础技术CAPP的基础技术包括：1.成组技术（Group Technology）。成组工艺是把尺寸、形状、工艺相近似的零件组成一个个零件族[3]，按零件族制定工艺进行生产制造，这样就扩大了批量，减少了品种，便于采用高效率的生产方式，从而提高了劳动生产率，为多品种、小批量生产提高经济效益开辟了一条途径。零件在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性。以基本相似性为基础，在制造、装配的生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。因此，二次相似性是基本相似性的发展，具有重要的理论意义和实用价值。成组工艺的基本原理表明，零件的相似性是实现成组工艺的基本条件。成组技术就是揭示和利用基本相似性和二次相似性，是工业企业得到统一的数据和信息，获得经济效益，并为建立集成信息系统打下基础。2.零件信息的描述与获取；输入零件信息是进行计算机辅助工艺过程设计的第一步，零件信息描述是CAPP的关键，其技术难度大、工作量大，是影响整个工艺设计效率的重要因素。零件信息描述的准确性、科学性和完整性将直接影响所设计的工艺过程的质量、可靠性和效率。因此，对零件的信息描述应满足以下要求：⑴信息描述要准确、完整。所谓完整是指要能够满足在进行计算机辅助工艺设计时的需要，而不是要描述全部信息；⑵信息描述要易于被计算机接受和处理，界面友好，使用方便，工效高；⑶信息描述要易于被工程技术人员理解和掌握，便于被操作人员运用；⑷由于是计算机辅助工艺设计，信息描述系统（模块或软件）应考虑计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助检测等多方面的要求，以便能够信息共享。3.工艺设计决策机制；4.工艺知识的获取及表示；5.工序图及其它文档的自动生成；6.NC加工指令的自动生成及加工过程动态仿真；7.工艺数据库的建立。作用播报编辑20世纪80年代中后期，CAD、CAM的单元技术日趋成熟。随着机械制造业向CIMS[4]（Computer Integrated Manufacturing System）和IMS[4]（Intelligent Manufacturing System）方向的发展，CAD/CAM的集成化要求是亟待解决的问题。CAD/CAM集成系统实际上是CAD/CAPP/CAM集成系统。CAPP从CAD系统中获得零件的几何拓扑信息、工艺信息，并从工程数据库中获得企业的生产条件、资源情况及企业工人技术水平等信息，进行工艺设计，形成工艺流程卡、工序卡、工步卡及NC加工控制指令，在CAD、CAM中起纽带作用。为达到此目的，在集成系统中必须解决下列几方面问题：1.CAPP模块能直接从CAD模块中获取零件的几何信息、材料信息、工艺信息等，以代替零件信息描述的输入；2.CAD模块的几何建模系统，除提供几何形状及拓扑信息外，还必须提供零件的工艺信息、检测信息、组织信息及结构分析信息等；3.须适应多种数控系统NC加工控制指令的生成。发展趋势播报编辑随着CAD、CAPP、CAM单元技术日益成熟，同时又由于CIMS及IMS的提出和发展，促使CAPP向智能化、集成化和实用化方向发展。当前，研究开发CAPP系统的热点问题有：1.产品信息模型的生成与获取；2.CAPP体系结构研究及CAPP工具系统的开发；3.并行工程模式下的CAPP系统；4.基于分布型人工智能技术的分布型CAPP专机系统；5.人工神经网络技术与专家系统在CAPP中的综合应用；6.面向企业的实用化CAPP系统；7.CAPP与自动生产调度系统的集成。提供商播报编辑西安星天外软件科技有限公司、达索公司（Dassault Systèmes）、参数技术公司（PTC [1]）、西门子PLM公司（Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.）、欧特克公司（Autodesk,Inc.）、CAXA等。结论播报编辑计算机辅助工艺设计的重要意义在于：可以将工艺设计人员从大量繁重的重复性的手工劳动中解放出来，使他们能将主要精力投入到新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等具有创造性的工作中；可以大大缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提高产品在市场上的竞争能力；可以提高企业工艺设计的标准化，并有利于工艺设计的最优化工作；能够适应当前日趋自动化现代制造环节的需要，并为实现计算机集成制造系统创造必要的技术基础。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

CAE、CAD、CAPP与CAM的区别——扫盲贴 - 知乎

CAE、CAD、CAPP与CAM的区别——扫盲贴 - 知乎切换模式写文章登录/注册CAE、CAD、CAPP与CAM的区别——扫盲贴Famy计算机交通运输 CAD，CAE，CAPP与CAM （被称为计算机辅助4C系统）。这些都涉及到计算机，现在科技在向前，这些技术应用越来越广。这几项前后相关，甚至为包含关系，涉及不同领域，如CAD，使用计算机，设计模型，使用CAE技术进行分析。接下来，详细介绍4者的区别。这几个词汇几乎涵盖了当今时代下机械产业的场景。如想实现不同功能，需使用相关软件或设备。 1、CAD—计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）涉及用电脑建模、绘图等领域，凡是于此相关的软件，均可归于此类，如使用catia进行3D建模。CAD功能可分为四大类：数字建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。一个完整的CAD系统应由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。2、CAE——计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,CAE）与CAD有衔接，是基于数模进行计算，可得到仿真结果。不限于有限元仿真，对于磁场等各种仿真及优化计算等，只要使用电脑进行仿真计算，都属于该领域。CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。3、CAPP——计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning,CAPP）这是之前两个方面的深入，前两步已设计出结构并仿真出结果，这时可以试着生产零件，该技术可用于做加工步骤的规划，找到制造出这一产品，效率最高的工艺，也是需要硬件支持，借助软件完成。CAPP是产品设计与车间实际生产的纽带，是经验性很强且随环境变化而多变的决策过程。他的作用是帮助工艺设计人员完成工毛坯到成品的设计。它的应用为企业数据信息的集成打下坚实的基础。4、CAM——计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing,CAM）凡是于此相关的软件及其对应硬件都属于此范围，所以可看到上一步中CAPP也是其中组成部分。制造则包括数模管理、机床控制等非常多内容。一项工程一般包括初步设计、试验、分析、工程设计、施工、建成和验收等若干阶段，人们越来越多的采用计算机作为辅助手段，更好的实现各工程阶段的工作，于是产生一系列的科学分支。发布于 2019-10-26 10:02AutoCAD计算机辅助工程 (CAE)CAD赞同 1234 条评论分享喜欢收藏申请

CAPP未来之路初探（一） - 知乎

CAPP未来之路初探（一） - 知乎切换模式写文章登录/注册CAPP未来之路初探（一）星天外软件数字化工艺设计专家CAPP（Computer Aided Process Planning）即计算机辅助工艺过程设计，该概念是由挪威科学家Niebel在1965年首次提出，在减少工艺设计过程时间、提高工艺过程设计速度、优化工艺过程和建立设计标准方面成绩显著。我国CAPP的研究开发也已历经多年，并在高端装配制造领域进行了广泛应用，但仍普遍存在着人机对话困难、效率不高、专用性强、集成化低的缺点。随着科学技术的不断进步，制造业的发展水平日新月异，同时市场的快速发展也对企业产品变革有了更高的要求。而作为链接设计与制造的关键纽带，CAPP技术的发展正遇瓶颈，如何利用最新技术改进企业工艺设计现状，是摆在CAPP厂商面前的核心难题。01 CAPP国内外的发展状况CAPP的开发、研制是从上世纪60年代末开始的，在制造自动化领域，CAPP的发展是最迟的部分。世界上最早研究CAPP的国家是挪威，始于1969年，并于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS；1973年正式推出商品化的AUTOPROS系统。自从1965年Niebel首次提出CAPP思想，迄今已40多年，CAPP领域的研究也得到了极大的发展，期间经历了检索式、派生式、创成式、混合式、专家系统、工具系统等不同的发展阶段，并涌现了一大批CAPP原型系统和商品化的CAPP系统。计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计 (CAD-computer aided design)相接，下与计算机辅助制造（CAM-computeraided manufacturing）相连，是连接设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。由此可见CAPP在实现企业生产智能化与自动化中的重要地位。CAPP的目标一直是开发可代替工艺人员的自动化系统，而不是辅助系统，即强调工艺设计的自动化和智能化。但由于工艺设计领域的个性化与复杂性，以及工艺设计理论多是一些指导性原则、经验和技巧，因此想让计算机完全替代工艺人员进行工艺设计还是有一定困难的，现只能够做到部分替代应用，且至多是一些针对特定行业、特定企业甚至是特定零件的专用CAPP系统，还未能大规模推广真正通用的智能CAPP系统。因此，CAPP本质上是一种将工艺人员从许多工艺设计工作中解脱出来的工具，自动化不是CAPP唯一的目标，实现CAPP系统的以人为本的宜人化操作、具有高效的工艺编制手段、工艺信息自动统计汇总、支持与CAD/PLM/ERP/MES/系统的信息集成、具有良好的开放性与集成性才是工具化的CAPP系统开发及应用的主要目标。借助于工具化的CAPP系统，很多企业实现了工艺设计效率的提升，促进了工艺标准化建设，实现了与企业其它应用系统CAD/PLM/ERP/MES等的集成，有力地推动了企业数字化建设。受计算机水平、先进理念发展情况、智能技术研发等因素的影响，我国CAPP研究明显晚于先进西方国家。20世纪80年代初期，在国家的支持与推动下，我国的CAPP技术开始萌芽。1982年，同济大学开发出我国第一个CAPP系统，但也仅仅是处于学习和初步研究阶段。随后，我国其他的一些优秀院校如西北工业大学、北京航天航空大学、华中理工大学积极改进落后观念，提高科技创新进步的先进意识，积极努力地投入到了CAPP系统的开发中，并且开发出了具有一定水准的CAPP系统，至此中国CAPP系统开始进入快速发展期。90年代后，随着计算机辅助生产国际学术会议的召开和中华人民共和国机械行业标准计算机辅助工艺设计导则的颁布，我国CAPP的技术水平开启了更进一步的发展并与国际接轨。02 目前CAPP存在的问题和发展方向2.1 存在的问题(1)CAPP系统通常针对特定零件，不能够适应复杂多样的工艺产品，通用性差，不具备普遍性。(2)CAPP系统运作时应实现人和计算机能够很容易进行交流，获取信息时间短、准确、简单、快速，效率应明显高于单纯人工设计，可目前并未实现(3)CAPP系统需要的工艺知识量巨大，存储量巨大，需要耗费大量的人力物力准备。(4)CAD、CAPP、CAM等计算机辅助系统没形成一系列的系统工程，设计、工艺和制造都是单一的设计，单一的系统开发，单一的生产应用，它们之间无任何联系，因此就出现了1+1小于2的情况，这不能显示生产系统的集成的优势。(5)多数CAPP系统只有设计者知道其内部的知识的存储方式，应用推理方式，选择方案的优化方式，用户根本无法知道也无处知道，因此用户无法根据实际需要更改系统的一些既定规则，以适应自己的需要，这样的系统不能适应客户，客户也不会欢迎的。2.2 CAPP研究方向CAPP的研究主要针对高效性、通用性、并行性等方向进行发展。(1)高效性——CAPP系统运作时应很容易实现人和计算机的交流，获取信息准确、简单、快速，效率应明显高于单纯人工设计。(2)智能性——能够处理复杂多样的产品，更智能。(3)系统性——形成一系列的CAD、CAPP、CAM等计算机辅助系统工程，设计、工艺和制造不再是单一的设计，单一的系统开发，单一的生产应用，它们之间有密切的联系，显示生产系统的集成的优势。(4)透明性——设计者应该让用户知道其CAPP系统的内部知识的存储方式，应用推理方式，选择方案的优化方式，用户可根据实际需要更改系统的一些既定规则，以适应自己的需要，这样的系统客户才会欢迎。(5)网络协同化——可通过联网，多家企业联合开发，共同利用，节省人力物力。03 CAPP支撑理论与技术的发展状况3.1 人工智能人工智能AI（Artificial Intellegence）是美国的几位学者在20世纪中期最先提出的。它是多学科的交叉学科，包括计算机科学、哲学、数学、心理学、生物学、控制理论等。其基本目标就是使机器表现出人类的头脑和思想，使机器代替人类思考和工作。人工智能应用极具广泛性，在语言语音识别，机器学习、逻辑分析以及专家等系统方面都取得了许多引人瞩目的成就。近年来，人工智能中较突出的成就是专家系统。3.2 专家系统专家系统是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的程序系统，属于人工智能的一个发展分支。该系统具有大量专业知识，同时也具备人类专家经验，可根据人类专家求解问题的思维过程针对问题进行求解，从而获得最优解。因其具备专家的知识和思维，所以知识全面，求解问题快速、优化，应用范围广泛，可有效提升企业生产效率和经济效益。目前，人们对专家系统已进行了深入的研究与开发：知识库和推理机由单一发展为多样，使其更符合专家的特质，同时人们还对专家系统的开发工具进行研究，使其可根据需要应用于各个领域，具有广泛性、便利性和通用性。当然，专家系统也还有不少问题亟待解决：比如知识的获取与学习等。此类问题还有待进一步的研究。04 结语科学技术的迅猛迭代、市场经济的快速发展，都在推动着CAPP的不断变革，CAPP发展到今天，作为工具软件已经不能完全满足企业的需要，对此，很多厂商提出了结构化工艺和三维工艺，的确在一定程度上推进了CAPP的发展进程，但还远远不够，仍然存在着诸多问题：比如知识库知识的更新和完备，推理机制的优化和优先，系统的自我学习和完善，网络化协同设计等。随着科技的发展和人们对制造业的日益重视，已有越来越多的科技工作者投入于面向CAPP技术的研究，未来CAPP将会朝智能化、服务化、并行化等方向发展。微信扫码关注我们编辑于 2020-07-01 15:34CAPP工业软件智能制造赞同 152 条评论分享喜欢收藏申请

工艺管理CAPP_ CAPP_CAPP系统_工艺设计管理CAPP系统_CAPP软件厂家-工艺设计与管理系统CAPP_华天CAPP_CAPP系统功能_CAPP软件排名_CAPP厂商_CAPP_华天软件CAPP

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工艺设计与管理系统CAPP

华天软件CAPP集成化工艺设计与管理系统，实现对工艺数据的集中管控，建立企业工艺资源库，工艺设计时快速查询调用，实现工艺设计资源共享。

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产品演示

CAPP产品概述

CAPP产品架构

CAPP产品优势

CAPP产品功能

CAPP应用价值

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CAPP产品概述

华天软件CAPP是“以产品数据为基础、交互式设计为手段、工艺知识库为核心、实现企业信息集成为目标，面向产品的工艺设计与管理”的应用模式，规范企业的工艺流程，提高工艺设计效率及规范性，提升工艺管理水平。

CAPP产品架构

CAPP产品优势

BS架构

技术先进，华天软件CAPP系统BS架构模式操作体验更佳。

产品易扩展

CAPP系统支持卡片工艺、结构化工艺、三维工艺等多种工艺。

系统集成性强

华天软件CAPP系统完全满足主流PDM和ERP/MES的集成应用，实现数据流的打通。

丰富的行业经验

拥有多个行业成功实施经验，提供全面支持服务，专业的技术团队，丰富的项目管理能力。

CAPP产品功能

工艺BOM管理 TRAIT

华天软件CAPP系统支持BOM的多视图的管理，支持设计BOM---工艺BOM---制造BOM和转换。在工艺BOM上可方便进行合件、拆分件的快速维护。

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工艺路线管理 TRAIT

CAPP系统通过工艺路线单元库、典型工艺路线库等多种方式，实现工艺路线的快速维护。支持两级工艺路线、相对路径和全路径的记录；支持多工艺路线编辑。

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工艺任务管理

工艺资源管理

工装管理

工艺卡片编辑

16949体系

工艺汇总

结构化工艺

三维工艺

系统集成

工艺任务管理

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华天软件CAPP系统支持根据工艺类型进行工艺任务的创建和下发，方便工艺人员进行工艺任务的接收和对应工艺设计工作的开展。支持手动分派工艺任务；基于模板的标准工艺任务分派；批量创建工艺任务。

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工艺资源管理

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CAPP支持工艺资源库管理，形成企业的工艺知识库。支持工艺卡片与工艺资源库的关联填写。

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工装管理

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CAPP系统能够管理从工装申请，到工装入库的全过程，还能管理工装的使用记录及寿命。支持工装模具全生命周期的管理。

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华天软件CAPP系统内置可视化、Excel风格的工艺卡片模板配置环境。支持将Excel格式的工艺卡片导入，快速形成卡片模板。支持多种方式创建工艺卡片。“所见即所得”的编辑环境。支持各种图片、附图、二维图形、三维数模等对象的插入。

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华天软件CAPP系统支持16949体系文件的关联生成和关联修改，减少编制过程中大量的重复工作和提高准确率。

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华天软件CAPP系统支持定义工时、设备、材料、工装等汇总公式。系统自动生成各种明细表，提供准确工艺数据信息。CAPP支持创建即完成的生成方式。

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华天软件CAPP系统结构化工艺功能模块，实现产品、工艺、工厂和资源（P3R）的有机关联，减少工艺数据的冗余，促进工艺数据的重用，提升工艺过程开发效率，同时保证了制造数据的准确性、一致性和有效性。

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华天软件三维工艺设计模块以三维数模为对象，并在其基础上，根据企业实际机加、装配路线、产品零部件的工艺性原则，调整产品的装配结构，用户根据产品的三维数模，可视化的规划装配过程，同时进行可视化工序组件分配（工序的装入件清单），调用装配过程中的工装资源，然后在虚拟环境中模拟仿真产品的装配过程、工装资源的操作过程，验证产品的可装配性、工装资源的可达性等，最后输出可视化的装配仿真文件等。

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系统集成

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提供标准的系统接口，支持通过系统集成的方式，进行设计---工艺---制造数据的打通。

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CAPP应用价值

缩短产品交付周期40%

华天软件CAPP系统提高工艺设计效率，减少重复劳动。

降低生产成本40%

CAPP提高工艺规范性，减少工艺不合理带来的返工。

降低沟通成本75%

CAPP跨部门信息共享，实现无纸化办公。

规范工艺设计

规范工艺设计，提高工艺设计水平，进一步提升产品质量和市场竞争力。

客户案例

华天软件CAPP为奇瑞工艺设计和工艺管理建立系统化工艺管理平台

华天软件CAPP携手江铃控股化解问题赢得效率提升

华天软件助力某军工企业打造自主可控的三维装配工艺系统

华天软件PDM/CAPP携手安徽福马汽车重新定义企业研发管理

华天软件CAPP优化天润曲轴工艺管理向效率要效益

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国内CAPP软件发展的怎么样有哪些知名的国际CAPP软件？ - 知乎

国内CAPP软件发展的怎么样有哪些知名的国际CAPP软件？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册制造业国内CAPP软件发展的怎么样有哪些知名的国际CAPP软件？如标题显示全部关注者9被浏览17,162关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享1 个回答默认排序老王人类研究关注CAPP是工业软件体系中，国人最后坚守的阵地，CAD、CAM、CAE、PDM都已基本被国外垄断，一方面由于我们起步晚，另外一方面是由于恶意竞争的原因。不说废话，国内做的比较有特色的：1、西安星天外软件的星云CAPP（网页化、协同化、结构化、三维化），西工大背景 2、武汉开目（结构化、三维化）华中科技 3、山大华天（三维化）山东大学国外：西门子、达索公司也有相关产品，与设计的衔接更加紧密发布于 2020-06-23 09:23赞同 9添加评论分享收藏喜欢收起

CAPP集成化工艺设计与管理系统 - 知乎

CAPP集成化工艺设计与管理系统 - 知乎切换模式写文章登录/注册CAPP集成化工艺设计与管理系统华天软件以3D为核心的智能制造软件服务商WIT-CAPP是“以产品数据为基础、交互式设计为手段、工艺知识库为核心、实现企业信息集成为目标，面向产品的工艺设计与管理”的应用模式，规范企业的工艺流程，提高工艺设计效率及规范性，提升工艺管理水平。应用方式系统提供CAPP客户端应用和Web查询两种使用方式。客户端提供工艺管理、工艺设计等功能，如果仅需要查看工艺结果，不进行工艺设计及管理工作，可以直接在IE等浏览器中直接进行。看板管理工作看板提供一个直观展示与个人工作相关的消息、任务、流程等的综合信息展示板，为个人工作提供快捷的入口，为个人工作优先级排定提供参考。工艺BOM管理以设计BOM为基础，创建并维护工艺BOM，协助工艺人员分析管理工艺合件、拆分件，支持多工艺BOM视图管理，从而满足多工厂、多工艺方案的管理需求。通过层次关系展现产品的工艺结构信息，实现工艺结构单层BOM及多层BOM的统计汇总、差异比较，同时可以导出Excel报表。工艺路线管理支持为产品及零部件定义一级工艺路线、二级工艺路线，并提供多工艺路线支持，针对具体产品可智能过滤出适用工艺路线。并可以自动过滤出未维护路线的零件，防止遗漏。系统以典型路线单元以及典型路线库为基础，提高工艺路线设计的效率及规范性。系统提供工艺路线视图窗口，可以方便的查看分配至各个工艺路线单元下的零件，工艺总师可以据此分配工艺规程编制任务，并能够清晰明了地随时跟踪各种工艺规程的完成情况。任务管理为用户提供一个快捷的任务下发、任务接收、任务处理、任务执行、任务完工确认及任务跟踪管理的功能，方便工艺主管下达任务，跟踪任务进度，统计工艺人员任务工作量，方便工艺人员处理个人相关的各项工作，管理任务与相应交付物。工艺设计管理系统提供两种方式进行工艺设计：卡片编辑方式及结构化工艺设计方式，对于产品结构简单并且业务相对较稳定的企业，可使用卡片编辑方式，反之建议使用结构化工艺设计方式。以下就两种方式分别进行介绍。●卡片编辑方式：提供了直观、人性化的操作界面，实现“所见即所得”的工艺设计方式，为工艺人员提供一个方便、易用的工艺设计环境。用户可在系统自行修改卡片模板及扩展卡片模板类型，实现了父子卡关联编辑、卡片之间的关联更改、特殊符号支持、资源库方便调用等功能，帮助提高工艺设计效率、质量及规范性。●结构化工艺设计方式：系统提供结构化的工艺设计方式，使工艺设计更加细致，能够很好的支持多配置工艺设计、变型工艺设计、多工艺设计及特殊符号编辑，提供了方便的工艺附图管理、工艺完整性检查、方便的资源库调用等功能，实现了工艺的关联更改并可快速适应业务变更。●工艺附图:系统提供了强大的附图编辑功能，可以帮助工艺人员在工艺附图编制过程中直接插入CAD、JT、Office、JPG、BMP等格式OLE对象，并可对其编辑。卡片编辑提供的图库功能，将用户提交的图库资源进行统一管理，以便下次调用或在此基础上进行简单调整，完成附图编辑。支持简单附图的绘制功能，工艺人员可以在卡片编辑环境中应用常用图形绘制一般的引线、圈注以及文件批注，批注的信息将分图层进行保存。质量体系管理系统提供了质量体系文件管理支持，用户可自行在系统中搭建符合当前企业情况的质量体系框架，实现了工作的任务分配及管理，提供了齐套性检查及成册输出等功能资源管理资源管理模块实现对各种工装、设备、刀具等制造资源的整理入库管理，也可实现对标准工艺术语的管理，实现资源的一次维护多次使用以及方便的统计汇总，在工艺设计过程中可方便的调用维护的制造资源或标准工艺术语，帮助企业实现工艺知识的积累及提高工艺设计的效率及规范性。流程管理在系统中可根据企业现状定义各种审签流程，实现了对工艺文件等对象的电子化审签、方便的审签批注管理以及自动反签审批人姓名等功能，避免了线下纸质签字造成的人员奔波等问题权限管理系统提供规则授权、命令抑制、对象授权三级权限设置，可灵活的设置系统中对象的浏览、编辑、下载等权限，保证数据的安全。公式管理自定义各种公式，如材料定额、工时定额计算公式，可对材料定额、工时定额等自动计算，并实现统计汇总。集成接口可与上游PDM系统集成，接收设计数据进行工艺设计；也可与下游ERP、MES等系统集成，将工艺设计成果下发至车间，指导生产。发布于 2018-08-31 10:17设计管理系统工业设计赞同 12添加评论分享喜欢收藏申请

关于CAPP的实践与思考

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2005年

第7卷

第3期

大纲

摘要

关键词

1 引言

2 工艺设计特点及CAPP面临的困难

2.1工艺设计工作范围广?内容多

2.2工艺设计是个性化很强的工作

2.3工艺设计是诸多制造活动的交汇点

3 在CAPP方面的研究特色

3.1应用框架技术实现开放式CAPP平台

3.2通过BOM转换实现集成化

3.3通过解决行业问题加强推广实施

4 关于CAPP发展趋势的思考

4.1定量化CAPP——注重解决微观工艺问题

4.2基于3D模型的CAPP——与CAD/CAM一体化

4.3车间级CAPP——注重与车间信息化紧密结合

5 总结

参考文献

图片

图1

图2

《中国工程科学》

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第7卷

第3期

关于CAPP的实践与思考

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华中科技大学，武汉 430074

资助项目：

国家自然科学基金资助项目（50275056）

收稿日期：

2004-08-30

修回日期：

2004-09-06

发布日期：

2005-03-20

摘要

制造底层信息化是制造业信息化的薄弱环节，计算机辅助工艺规划（CAPP）不仅是制造底层信息化的重要研究领域之一，也是联系底层信息化与上层信息化的桥梁。工艺设计具有范围广、内容多以及个性化强等特点，因此难以实现通用化及商品化；而工艺设计是许多制造活动的交汇点，是与其他信息系统集成困难的主要原因之一。文章介绍了在CAPP方面的研究特色，包括应用框架技术实现开放式CAPP平台，通过BOM转换实现集成化，以及通过解决行业问题加强CAPP的推广实施等；指出了定量化CAPP、基于3D模型的CAPP能主车间级CAPP将是CAPP的重要发展方向。

关键词

制造业

;

信息化

;

计算机辅助工艺规划

正文

《1 引言》1 引言

“制造”是人类文明的基石, 是创造人类赖以生存与发展的物质财富的最基本、最重要的手段之一。数千年来, 人类一直致力于借助各种手段提高制造的技术与水平。自第一次工业革命以来, 全球制造业通过机械化、电气化等手段得到了飞速的发展。而信息技术的出现与发展, 则为发展中国家快速实现工业化带来新的机遇[1]

。

我国制造业信息化工作虽然起步较晚, 但是得到了全国上下的高度重视, 取得了一定的成绩。其发展历程基本上可以从两方面加以概括:在产品研发方面, 先后实现了技术手段的信息化 (CAD/CAM等) 以及设计管理手段的信息化 (PDM等) ;在生产管理方面, 先后经历了MIS, MRP/MRPⅡ以及ERP等阶段。

然而, 通过对我国制造业信息化发展历程及现状的分析, 不难发现也存在一些问题。近20年来, 我国在产品研发及生产管理等方面的信息化工作投入了大量的人力、物力和财力, 取得了一定的成果, 但是在很多企业, 信息化并未取得预期的效果。其中原因很多。笔者认为, 制造底层信息化水平不高, 使上层工作的信息系统缺乏相应的支持, 是重要原因之一。以当前制造业信息化的热点之一ERP (enterprise resource planning, 企业资源计划) 为例, 绝大多数企业实施ERP时都面临无法从产品研发系统获取足够信息源的问题。由于大多数企业的生产现场没有实现信息化, ERP系统无法及时获得所需的现场信息, 导致难以获得合理的生产计划。由此可见, 底层信息化薄弱已成为阻碍制造业信息化向前推进的拦路虎。我国在制造底层信息化方面, 无论是理论、方法, 还是系统实现技术的研究, 都显得薄弱, 更谈不上大范围实施与应用。因此, 大力开展制造底层信息化的研究, 对进一步推进我国制造业信息化具有重要意义。

笔者主要介绍在制造底层信息化的一个研究方向——计算机辅助工艺规划 (CAPP) 方面的主要研究成果, 并分析其发展趋势。

《2 工艺设计特点及CAPP面临的困难》2 工艺设计特点及CAPP面临的困难

CAPP在理论、方法和技术方面虽有进展, 但其系统开发和推广应用一直非常困难, 至今没有出现在全世界广为普及的CAPP商品化软件, 与CAD系统相比, 差距较大。CAPP研究面临的困难, 与工艺设计的特点是分不开的。

《2.1工艺设计工作范围广?内容多》2.1工艺设计工作范围广?内容多

工艺设计涉及的范围较广, 内容很多, 主要工作包括工艺评价、工艺规程设计、工序图设计以及工艺管理等。从工艺类型来看, 工艺设计又可以分成冷加工、热处理及装配工艺等。不同类型的工艺, 其工艺设计内容有较大的差异[2]

。由于涉及范围广、内容多, 往往需要完成较多的文件。在我国颁布的“中华人民共和国机械制造行业标准”中, JB/T 5054.1-6-2000产品图形及设计文件标准就规定了产品设计有32种图样及文件, 而在JB/T 9165.1-4-1998工艺文件完整性中规定有57种图样及文件。实际工作中产生的文件数量差别更大。例如产品设计出一种零件图纸, 在工艺上就需要完成工艺路线、毛坯制造工艺 (可能包括铸、锻、焊、冲压、热处理中的1至2项) 、加工工艺 (可能包括工艺过程卡及多道工序卡) 、材料定额、工时定额等, 每道工序又可能需要完成工装图纸及工艺等。据国外统计, 设计图纸及文件与工艺图纸及文件之比为1∶5~1∶10[3]

。

工艺设计涉及多个学科领域, 因此研究与开发CAPP需要具备机械、材料、管理、信息及图形学等多方面的学科知识。

《2.2工艺设计是个性化很强的工作》2.2工艺设计是个性化很强的工作

工艺设计的个性化体现在多方面。首先, 工艺设计的对象不同, 工艺方法差异很大。仅以机械产品为例, 可以将零件按照其结构分成回转体与非回转体两大类。在不同类型的零件中, 尽管回转体稍有共性 (因此对这类零件的研究方法的探讨较多[4]

) , 但是用于不同行业、不同产品中的回转体工艺方法差别却很大。非回转体零件的工艺方法差别则更大。

其次, 制造装备的不同也是导致工艺设计个性化的主要原因之一。例如, 同样是完成一个零件的加工工艺, 采用普通机床与数控机床, 其工艺方法几乎完全不同。另外, 不同企业的组织结构甚至工作习惯也是引起工艺设计个性化的重要原因。不同企业的制造装备水平、组织结构及工作流程差异很大, 在当前中国制造业快速发展的时期表现尤为明显。

工艺设计的个性化也是导致工艺设计标准化比较落后的主要原因之一, 表现在难以建立统一的工艺信息模型、工艺管理模式及工艺设计流程等各个方面。这与产品设计标准化有较大的差距。而工艺设计标准化落后也是工艺设计信息化的困难所在。因为工艺设计的个性化往往需要针对行业或者产品特点设计专业化的CAPP。另外, 工艺设计的个性化需要较长的CAPP开发周期, 实施工作量大。而工艺信息的非标准化也使得不同CAPP系统之间, CAPP系统与其他系统之间的系统集成, 以及系统的升级等都更加困难。

《2.3工艺设计是诸多制造活动的交汇点》2.3工艺设计是诸多制造活动的交汇点

工艺设计被称为连接产品设计与制造的桥梁[5]

。工艺设计与许多制造活动密不可分, 是诸多制造信息的交汇点。与工艺设计相关的主要制造活动, 以及工艺设计与其相互交换的信息如图1所示。工艺设计成为诸多制造活动的交汇点意味着工艺设计面临两方面的困难:一方面是工艺设计所依据的条件更加具有复杂性、不确定性和动态性等特点;另一方面是工艺设计的输出内容更多、形式更加复杂。这些困难在CAPP系统中表现为信息源更多、输出表格更多、系统集成更加困难等。

《图1》

图1 工艺设计是诸多制造活动的交汇点

Fig.1 Process planning is a cross point

of many manufacturing activities

《3 在CAPP方面的研究特色》3 在CAPP方面的研究特色

笔者所在的课题组从20世纪80年代末开始CAPP的关键技术研究, 后来致力于CAPP系统开发及推广应用工作。

《3.1应用框架技术实现开放式CAPP平台》3.1应用框架技术实现开放式CAPP平台

如前所述, 由于工艺设计具有个性化的特点, 要开发出既有一定通用性, 又具有完善功能的CAPP系统是非常困难的。一些针对具体的行业或者工艺问题开发的派生式、创成式或者智能式CAPP, 尽管功能较为强大, 但是由于专业性强而缺乏通用性。一些商业化CAPP软件为了实现通用性, 大大简化其功能, 最后往往只剩下填表功能。在这样的背景下, 课题组于20世纪90年代中期开始应用框架技术开发开放式CAPP平台。该平台由系统外壳、基础工具和开发工具三个部分组成, 如图2所示。系统外壳提供系统入口及功能框架。基础工具是工艺设计的主体, 能够完成工艺信息的输入、处理及输出。开发工具用于功能定制及系统改造。用户可以应用平台的外壳、基础工具和开发工具定义其特有的信息模型、决策逻辑和功能模型, 将平台定制成具有不同功能、适应不同范围的系统。该平台在一定程度上解决了CAPP系统的通用性与功能完备性之间的冲突, 实现了系统的可定制、易扩充和开放性。

《图2》

图2 基于框架技术的开放式CAPP平台

Fig.2 Framework-based open

architecture CAPP platform

《3.2通过BOM转换实现集成化》3.2通过BOM转换实现集成化

如上所述, 工艺设计是诸多制造活动的交汇点, 因而工艺设计信息化对于集成不同的制造信息系统具有重要意义。实现信息集成的基础是信息标准化。但是, 由于工艺设计信息内容广泛, 而且难以统一, 因而目前对所有的工艺信息进行标准化还不太现实。为此, 有必要寻求在不同制造活动中联系最为密切的信息, 将其作为不同系统信息集成的主线。显然, 物料单 (bill of material, BOM) 是一个最好的选择。课题组提出了面向BOM的工艺设计, 将工艺设计理解成为BOM的演变过程, 并将面向设计的工程BOM (EBOM) 向面向生产的制造BOM (MBOM) 转换作为CAPP的主要功能之一。EBOM与MBOM的差别体现在多方面, 包括物料演变、物料增加以及结构调整等。CAPP将EBOM转换为MBOM后, 能够为生产管理提供更加准确的、符合实际制造情况的产品结构信息和物料信息, 从而真正发挥信息桥梁的作用。

《3.3通过解决行业问题加强推广实施》3.3通过解决行业问题加强推广实施

基于框架技术的开放式CAPP具有一定的通用性, 但是在实施和推广应用过程中还有大量的工作要做。经过几年摸索, 笔者认为要以解决行业问题作为CAPP推广应用的起点, 将CAPP平台的通用性与行业工艺的特殊性结合起来, 注重总结不同行业工艺设计的特点, 挖掘并解决行业的共性问题, 这样做不仅能加快CAPP的推广应用, 还能达到行业知识共享的目的。课题组经过长时间在企业进行CAPP的业务调研和需求分析, 先后完成了针对汽车、家电、工程机械、机车等行业的CAPP系统的定制与开发, 使开放式CAPP系统在数百家企业得到成功应用。

《4 关于CAPP发展趋势的思考》4 关于CAPP发展趋势的思考

《4.1定量化CAPP——注重解决微观工艺问题》4.1定量化CAPP——注重解决微观工艺问题

CAPP研究可以分为三个层次:a.宏观层——包括工艺设计信息管理、工艺设计流程以及系统集成等;b.中观层——包括工艺方案评价、工艺路线决策、工艺规程设计等;c.微观层——包括公差确定、工序图生成以及切削用量确定等。宏观层关注的对象往往是整个企业或者系统, 注重系统模型的建立;中观层关注的是产品或者零部件, 注重工艺路线与工艺方法的确定;微观层关注的则是以工序为单位的具体的工艺问题, 注重工艺参数的确定。前两者研究的问题往往是定性的, 而后者需要定量化。早期的CAPP研究的多是中观的问题, 当前研究的重点则是宏观和中观问题。对于微观的工艺设计问题却始终没有解决, 而越是这些微观的问题, 越是工艺设计的本质问题, 就越需要综合利用制造技术、信息技术和智能技术进行定量化解决。

《4.2基于3D模型的CAPP——与CAD/CAM一体化》4.2基于3D模型的CAPP——与CAD/CAM一体化

在当前的制造信息系统中, CAD/CAM通常是建立在统一的信息平台的基础上 (例如三维设计软件) 。由于CAPP缺乏通用性, 因而是专门的、单独运行的系统;信息集成往往是通过中间文件 (例如STEP, DXF等) 进行的[6]

。随着产品更新换代的加快, 产品设计与工艺设计的并行化要求越来越高, 这种方式已经越来越不适应现代产品开发的要求。尤其是当前的CAPP注重文本数据的处理而不是图形数据的处理, 对于解决微观的工艺设计问题 (例如公差及工序图生成等) 构成了巨大的障碍。因此, 研究与开发基于三维CAD的CAPP系统, 使CAD, CAPP及CAM共享统一的三维产品模型, 并充分利用CAD/CAM的设计与分析功能, 将是CAPP发展的一个重要方向。

《4.3车间级CAPP——注重与车间信息化紧密结合》4.3车间级CAPP——注重与车间信息化紧密结合

在当前车间信息化不够充分的情况下, 由工艺设计确定制造设备的类型、工艺路线和工艺方法;车间调度则确定具体的制造设备, 并根据车间实际情况对工艺路线和工艺方法进行微调 (实际上完成了部分工艺设计工作) 。随着车间信息化工作的深入, CAPP有可能依据实时的车间制造资源信息 (资源类型及使用状况等) 、制造过程信息 (生产计划及在制状态) 等, 生成更加符合实际制造状态的工艺文件;车间调度也可以利用CAPP提供的辅助工具进行工艺调整。这些功能就是车间级CAPP要实现的目标。为此, 必须加强车间信息化的研究与开发。车间信息化一个主要的研究方向是制造执行系统 (manufacturing execution system, MES) , 它是面向车间的生产过程管理与实时信息系统, 填补了计划管理与底层控制的“鸿沟”, 是车间信息化的核心。课题组在这方面已经开展了部分研究工作, 在MES信息系统建模、车间调度与决策算法、车间制造资源集成以及敏捷化系统开发等方面, 取得了初步成果。随着MES的深入研究和推广应用, CAPP对连接工程设计、生产管理与制造执行将发挥更大的作用。

《5 总结》5 总结

总结这些年来在CAPP的研究与开发工作, 笔者有以下体会:

1) CAPP应触及物料变化这一实质问题, 工艺设计实际上完成的是从原材料 (毛坯) 到产品的物料演变过程, 因此CAPP的实质是物料信息的生成、表达、变化及管理。

2) 应该高度重视CAPP在信息集成中的桥梁作用, CAPP对于联系上游的设计与下游的制造, 上层的企业生产管理与底层的制造执行等都具有重要意义。

3) CAPP系统必须工具化、平台化;工具化解决工艺设计的专业问题, 平台化能够将众多的工艺设计工具进行集成与融合;平台化与工具化的结合是解决CAPP通用性和商品化问题的根本所在。

4) CAPP研发不能盲目地追求智能化。具有一定的智能性是CAPP的发展方向, 但是不能片面追求CAPP的智能化, 而忽视其实用性。

5) 只有面向行业、面向车间, CAPP在企业才有生命力;只有解决了行业共性问题, 并且能够支持制造执行, CAPP才能真正为企业带来增值。

在CAPP未来的工作方向上, 可以用三个层次的“下沉”进行概括:

1) 制造底层的信息技术研究仍然薄弱, 信息技术在制造中的应用研究应下沉到底层;

2) 企业制造底层的信息化已经成为阻碍制造业信息化深入的瓶颈, 企业的信息化工作要下沉到制造底层;

3) 在CAPP领域应着重解决微观的工艺设计问题, CAPP的研发工作应下沉到定量化的工艺问题。

参考文献

[ 1 ]

李　健.大力推进制造业信息化[J].求是, 2003, (1) :51～53

链接1

[ 2 ]

KamraniAK , SterroP , HandelmanJ .Criticalissuesindesignandevaluationofcomputeraidedprocessplanningsystems[J].ComputersandIndustrialEngineering, 1995, 29 (1) :619～623

[ 3 ]

陈宗舜.关于CAPP发展方向的探讨[J].成组技术与生产现代化, 2000, (2) :11～13

链接1

[ 4 ]

YounisMA , WahabMAA .ACAPPexpertsystemforrotationalcomponents[J ].ComputerandIndustrialEngineering, 1997, 33 (3-4) :509～512

[ 5 ]

CayF , ChassapisC .AnITviewon perspectivesofcomputeraidedprocess planningresearch[J ].ComputersinIndustry, 1997, (34) :307～337

[ 6 ]

ZhengLianyu, DuPei.ASTEP -basedCAD/CAPPintegration[J].CADDM , 1994, 4 (1) :37～42

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CAPP助力智能制造的发展;浅谈CAPP的发展现状

时间：2018-12-10

来源：网络转载

导语：CAPP作为智能工厂信息系统重要组成部分，为智能制造提供了标准化、结构化和精细化的基础数据，是智能工厂数据的源头。

CAPP作为智能工厂信息系统重要组成部分，为智能制造提供了标准化、结构化和精细化的基础数据，是智能工厂数据的源头。

一、背景

放眼全球，国家间的竞争越来越激烈，美国力促“制造业回归”，我国着力发展“中国制造2025”，装备制造业仍然是国家间竞争中的重要一环，以智能制造为高铁这张“中国烫金名片”增光添彩是株洲中车时代电气当仁不让的责任。2015年我司智能工厂建设项目入选“国家工信部94个2015年智能制造专项”，智能制造对产品工艺规划工作的精细化和结构化提出了越来越强烈的需求。CAPP（ComputerAidedProcessPlanning，计算机辅助工艺规划设计）作为智能工厂信息系统重要组成部分，为智能制造提供了标准化、结构化和精细化的基础数据，是智能工厂数据的源头。

二、系统的规划

智能工厂建设项目将信息化、自动化、数字化等技术应用到轨道交通装备核心部件生产制造过程；与此同时，将相关技术向前拓展到产品设计开发、向后延伸到产品的运营与服务，横向扩展到产品的整个供应链；将数字化、信息化覆盖至产品生命周期全过程，实现产品全生命周期管理，并促使公司相关业务管理、信息系统应用达到国际先进水平，为此我司确定CAPP为为智能工厂提供标准化、结构化和精细化数据的核心系统。

CAPP与智能制造工厂信息系统间的规划关系如图1所示，为形成以工艺路线为核心的结构化工艺数据管理模式，提升工艺设计质量、效率和规范性，建立“人、机、料、法、环、测”一体化融合的工艺设计平台，CAPP规划提供下列基础数据源及接口关系：

1、提供结构化数据(MBOM/FLOW/工艺文件)，传递至ERP、MES、WMS和DPS；

2、提供工艺路线物料挂料数据，由ERP承接，传递至MES、WMS指导物料拣配申请和配送；

3、提供工序人员资质检查要求，通过FLOW传递至MES和智能制造样板线；

4、提供工程数据采集标准（EDC），通过FLOW传递到MES和设备层，控制设备运行参数和采集，支持质量SPC分析；

5、提供工序工具/工装配置要求，通过工序传递至MES进行现场工具/工装应用指示；

6、提供智能制造工厂产线级的生产方案数据配置。

三、系统构建

1、CAPP系统功能框架

CAPP系统是整个智能工厂数据的源头，其构建的总体思路为：第一、以流程为导向进行需求分析，以解决问题、流程优化为目标；第二、数据遵循就源输入的原则，数据一次输入、多次有效。

2、系统数据流向设计

CAPP系统核心数据包括：MBOM、工艺路线、工时、制造资源、软件数据、EDC数据、工程变更数据，如下图3系统数据流程图阐述了数据在各系统间的关系及这些字段的来源和去处，实现“一次输入，多次使用”的高效利用。

3、应用举例

1）MBOM设计管理

BOM是各信息化系统中最重要的基础数据。在CAPP应用之前，我司主要靠人工在PLM系统中维护完成EBOM到MBOM数据的转换工作，效率低。引进CAPP平台后，通过MBOM编辑器（MPP）的定制开发改造，提高了BOM转换的工作效率、确保BOM数据的一致性和衔接性，为智能制造生产提供基础保障。CAPP在BOM的管理中主要实现功能有：

在EBOM签审流程发布后，制造部门通过一键装换功能，将MBOM完整复制EBOM结构（含自制件、外协件），实现EBOM—MBOM清单一键转换和输出工作。

基于MBD的三维可视化、EBOM、MBOM三者联动的MBOM设计环境。

用户三维可视化环境下，MBOM结构编辑调整功能，基于单一页面的零部件的借用、复制、拖放、剪切、粘贴等操作。

实现MBOM的多人并行设计，不同工艺类型的MBOM维护人员各自维护MBOM结构，系统自动组合成完整的MBOM结构。

在MBOM结构中进行材料定额、工艺辅料添加。

实现MBOM的变更管理，支持在MBOM编制环境的变更识别，通过MBOM变更流程实现MBOM的换版发布，在流程中支持变更对比信息的报表输出。

支持基于MBOM的工艺任务管理，实现工艺任务的电子化分工管理，可对任务的执行情况进行追溯、汇总统计，并可输出为相应的报表。

实现将ERP中的工厂属性回写到PLM系统中（采购类型、特殊采购类），PLM系统依据属性触发相关的结构化工艺设计流程任务。

2）结构化工艺路线

在CAPP系统中，工艺路线结构化文件提供了强大的工艺文件编制功能，进行各专业结构化工艺文件编制。如图2所示：支持在工艺卡片中插入三维装配仿真动画、三维工艺模型(Pro/E)、DWG/DXF二维图纸、照片、图片、工艺特殊符号、工艺资源等数据，并在卡片编辑同一界面快速方便的对照片和模型等进行批注和编辑，并且在后续变更时可以基于同一页面对批注内容进行修改。对于结构化编辑的文字，可以实现文字加粗、加颜色、底色、换行等格式编辑操作。

结构化数据能很好的实现数据的复用、搜索和精确提取，解决了原来通过WORD/EXCEL文档编制工艺文档数据黑箱的问题，实现了信息透明化。我司在CAPP制造资源库中，构建了工序、工步、产线、设备、工装等相关信息，作为工艺路线结构化应用的基础资源。根据实际生产情况构建不同的工艺路线即生产方案，同一产品可实现多工艺路线（异地工厂、返修、简配、半成品发货、多种生产模式等）。支持工艺路线细化到工序、工步等维度的管理。工艺数据结构化的实现，其核心和载体由MBOM变成了工艺路线，形成了以工艺路线为核心，关联人、机、料、法、环、测的完整的结构化工艺数据，颠覆了原来基于MBOM关联文档进行工艺数据管理的模式，实现了灵活可配置的制造生产方式。

四、项目成果与经验总结

CAPP是连接产品设计与制造的桥梁，对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。CAPP系统的使用大大提高工艺过程设计的速度和质量，而且保证了工艺设计的规范化和标准化，结构化和精细化，为智能制造添上了浓墨重彩的一笔，主要成果体现在下列几点；

1）实现MBOM设计与变更流程的全面管理，进行数据容错判定，确保MBOM数据规范性、正确性、衔接性。

2）实现工艺方案结构化编制，工艺总方案的关键数据（四新、工艺性说明、输入等）在对应工艺分方案中可继承重用，并自动触发四新任务通知，避免工作遗漏。

3）实现基于不同产品类型、产品领域、项目类型的组合选择，系统自动匹配出相对应的成果物裁剪结果，减轻了工艺裁剪表编制的工作量，裁剪结果自动触发文档编制任务至对应责任人，并通过齐套性报表进行任务跟踪。

4）实现基于工艺路线的作业指导书结构化编制，PDF输出、签审与变更管理，在制造资源库实现工序/工步的规范化创建，及实现工艺路线的快速复用。

5）基于工步进行定性或定量两类“检验要求”的结构化定义，为制造端的自动化检测设备数据采集提供了数据输入，并对数据采集执行情况进行校验，防呆防错。

6）实现各类制造资源基础数据的统一维护管理。

7）实现了转产评审单结构化、基于业务规则自动输出文件齐套性确认，实现开口问题闭环。

8）建立工艺知识库，实现各类知识数据的统一维护管理。

五、未来展望

在智能工厂建设发展上，通过对国内外智能制造发展趋势及案例（空客未来工厂、安贝格智能工厂、GE智慧工厂等）的分析，未来CAPP系统的发展趋势为：

1）数字化

向智能制造的工艺数据精细化发展，从产品设计数字化模型表达，向工艺、制造、服务等全生命周期阶段全要素的数字化模型化表达延伸。

2）网络化

从设计工艺打通，向基于计算机通信技术下的产品全生命周期一体化和跨价值链广域协同模式进行转变。

3）自动化

输入工艺参数/条件，依据决策逻辑程序，在CAPP系统中实现参数化工艺设计的新型工作模式。

4）智能化

从实物世界管理模式向虚拟/实物世界融合下的管理模式进行转变；从经验决策模式向工业大数据支撑下的智能化管理模式进行转变。

浅谈CAPP的发展现状

CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）即计算机辅助工艺过程设计，可以减少工艺设计过程的设计时间，同时使工艺过程设计更快速、优化和标准。CAPP所需要的设计信息包括设计零件种类、设计要求等是从CAD获取，CAPP通过计算机辅助设计最终达到要求，将最终各种设计结果和信息从CAM输出。我国CAPP的研究开发已经很多年了，也日趋成熟，但仍存在着人和机器对话的困难，效率也不算很高，而且有专用性强的缺点。

随着科学技术进步和发展，机械制造业产品品种越来越繁多,人们对产品的需求量日益增多，因此工艺设计过程越来越复杂。而传统的工艺设计由人工绘图并详细编制，一个产品一个设计，一个设计一个较长的设计周期，一个较长的设计周期至少一个成熟的工艺人员，劳动强度大，耗时长，耗尽人力物力，显然与大需求多变化的市场要求不能适应，同时设计质量还未必满足市场的需求。在这种情况下，为了减少工艺设计过程的设计时间，同时使工艺过程设计更快速、优化和标准，人们对CAPP的开发就变得十分必要。同时，CAPP所需要的设计信息包括设计零件种类、设计要求等是从CAD获取，CAPP通过计算机辅助设计最终达到要求，将最终各种设计结果和信息从CAM输出。可见，针对CAPP系统的开发是极其重要的。

1CAPP国内外的发展状况

挪威人在1965年率先提出了CAPP的概念，并且于1969年完成了世界第一个CAPP系统。但1976年美国的国际计算机辅助制造公司所推出的CAPP系统却是世界上最著名、应用最广泛的系统，成为CAPP系统发展的里程碑。随之世界上有更多CAPP系统相继推出，进而出现了变异型CAPP和创成型CAPP。随着CAPP系统的广泛应用，研究人员对CAPP的理论与方法进行了更加广泛、深入的研究。美国的一些大学认为研究CAD与CAPP的集成是极其重要的,他们采用人工智能技术如神经网络、机器学习、智能推理等,提供一个与CAPP系统集成的CAD环境,可以用来识别设计及生产零件的各种特征和各种几何信息,他们的研究已取得成效。以色列的大学认为零件工艺规程的生成应该使用规则系统而不是专家系统，这样效果更好。所不同的是，有些国家的大学则更注重于建模效应。

我国CAPP技术的研究明显晚于先进西方国家，制造技术的落后，计算机发展的落后，智能技术的落后，先进理念的落后使这种状态难以避免。20世纪80年代初期，在国家的支持与推动下，我国的CAPP技术刚刚开始。虽然同济大学在1982年开发出我国第一个CAPP系统，但是也仅仅处于学习和初步研究阶段。随后,我国一些优秀的院校如北京工业大学、南京航空学院、西北工业大学改变落后观念，提高科技创新进步的先进意识，积极努力地投入到CAPP系统的开发中，开发出了具有一定水准的CAPP系统，至此形成了中国CAPP系统的快速发展期。90年后随着计算机辅助生产国际学术会议的召开和中华人民共和国机械行业标准计算机辅助工艺设计导则颁布，我国CAPP的发展水平开始有了进一步的发展并与国际接轨。

2目前CAPP存在的问题和发展方向

2.1存在的问题

(1)CAPP系统通常针对特定零件，不能够适应复杂多样的工艺产品，通用性差，不具备普遍性。

(2)CAPP系统运作时应实现人和计算机能够很容易进行交流，获取信息时间短、准确、简单、快速，效率应明显高于单纯人工设计，可目前并未实现。

(3)CAPP系统需要的工艺知识量巨大，存储量巨大，需要耗费大量的人力物力准备。

(4)CAD、CAPP、CAM等计算机辅助系统没形成一系列的系统工程，设计、工艺和制造都是单一的设计，单一的系统开发，单一的生产应用，它们之间无任何联系，因此就出现了1+1小于2的情况，这不能显示生产系统的集成的优势。

(5)多数CAPP系统只有设计者知道其内部的知识的存储方式，应用推理方式，选择方案的优化方式，用户根本无法知道也无处知道，因此用户无法根据实际需要更改系统的一些既定规则，以适应自己的需要，这样的系统不能适应客户，客户是不会欢迎的。

2.2CAPP研究方向

CAPP的研究方向主要针对高效性、通用性、并行性等方向发展。

(1)高效性。

CAPP系统运作时应很容易实现人和计算机的交流，获取信息准确、简单、快速，效率应明显高于单纯人工设计。

(2)智能性。

能够处理复杂多样的产品，更智能。

(3)系统性。

形成一系列的CAD、CAPP、CAM等计算机辅助系统工程，设计、工艺和制造不再是单一的设计，单一的系统开发，单一的生产应用，它们之间有密切的联系，显示生产系统的集成的优势。

(4)透明性。

设计者应该让用户知道其CAPP系统的内部知识的存储方式，应用推理方式，选择方案的优化方式，用户可根据实际需要更改系统的一些既定规则，以适应自己的需要，这样的系统客户才会欢迎。

(5)网络化。

可通过联网，多家企业联合开发，共同利用，节省人力物力。

3CAPP支撑理论与技术的发展状况

3.1人工智能

人工智能AI（ArtificialIntellegence）是美国的几位学者在20世纪中期最先提出的。它是多学科的交叉学科，包括是计算机科学、哲学、数学、心理学、生物学、控制理论等。其基本目标就是使机器表现出人类的头脑和思想，使机器代替人类思考和工作。人工智能应用极其广泛，在语言语音的识别，机器学习方面、逻辑分析方面、和专家系统方面都取得了许多引人瞩目的成就。近年来，人工智能中较突出的成就是专家系统。

3.2专家系统

专家系统是可以超过人类专家的水平的系统。该系统具有大量专业知识，同时也具备人类专家的经验，它根据人类专家求解问题的思维过程，求解问题，从而达到最佳求解问题的效果。因其具备专家的知识和思维，所以知识全面，求解问题快速、优化，应用范围广泛，有利于提高生产效率，提高经济效益。

目前，人们更加深入地研究开发专家系统。知识库和推理机由单一发展为多样，使其更符合专家的特质，同时人们还对专家系统的开发工具进行研究，使其根据需要应用于各个领域，具有广泛性，便利性，通用性。当然，专家系统还存在不少有待解决的问题：知识的获取和学习等。这些问题还有待进一步的研究。

4结语

CAPP的发展是社会发展的需要，是科学技术进步的需要。CAPP发展到今天，已经进入到了成熟期，但是仍然存在诸多问题：知识库知识的更新和完备，推理机制的优化和优先，系统的自我学习和完善。这些都是CAPP系统急待解决的问题，随着科技的发展和人们对制造业的重视，更多的科技工作者将投入更多的精力，未来CAPP将会向智能性、开放性、并行化等方向发展。

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