CAPP(計算機輔助工藝過程設計)是利用計算機技術輔助工藝人員設計零件從毛坯到成品的制造方法，是將企業產品設計數據轉換為產品制造數據的一種技術，它是連接設計與制造的橋梁，是計算機集成制造系統(CIMS)的重要組成部分。雖然國內外對CAPP技術已進行了大量的探索與研究，無論在研究的深度和廣度上都在不斷取得進展，但與CAD、CAM等計算機輔助技術相比，CAPP在企業中的應用現狀并不樂觀，特別是在航空修理等中、小批生產類型企業中的應用更是舉步為艱，推廣非常困難。本文將在分析企業CAPP應用現狀及存在問題的基礎上，探討實用型CAPP系統的開發思路，以期為CAPP系統在航空修理等中、小批生產類型企業的推廣應用打下良好的基礎。

1 國內企業CAPP系統應用現狀及存在的問題

1.1 CAPP系統應用現狀

20世紀90 年代中后期，CAPP的實用化問題引起研究者和企業技術工作者的重視，使得CAPP的開發從注重工藝過程的自動生成，轉向為工藝設計人員提供輔助工具，同時為企業的信息化建設提供服務，CAPP技術得到了迅速的發展。目前，企業CAPP系統的應用可以歸納為以下幾種情況:

1)中、小型企業，特別是偏遠地區的企業，計算機應用情況(包括CAPP的應用)基本是一片空白，因此，這部分企業的工藝設計完全采用手工設計方式。

2)部分企業 CAD/CAM應用較為成熟，但CAPP的應用是企業的薄弱環節，有些企業依靠自己的技術力量基于AutoCAD等通用軟件開發了工藝卡片填寫系統，并在此基礎上進行工藝規程的設計。但此類 CAPP所生成的工藝規程完全以文件的形式存在，是基于文件封裝概念的管理，因此企業無法根據實際情況及變化環境對工藝數據進行有效的管理和利用，產品工藝數據的準確性、一致性和工藝信息集成等問題仍無法解決。

3)部分企業尤其是自動化程度高的大型企業充分認識到了工藝設計的重要性，購買或與高校、教學及科研院所聯合開發了一些較為實用的CAPP系統，這類CAPP系統強調了產品工藝數據的重要性，建立了結構化的數據模型，并以模型驅動工藝設計。這類 CAPP系統在國內越來越多的企業得到應用。

1.2 CAPP系統應用中存在的問題及分析

通過對國內企業CAPP系統應用現狀的分析可知，目前CAPP系統應用中存在的問題主要體現在以下幾個方面:

1)對CAPP系統認識方面存在的問題

a.認為CAPP就是由計算機自動生成工藝規程，過分追求CAPP系統的自動化程度，忽視人在工藝決策中的作用。工藝設計是一個典型的復雜問題，它涉及到大量錯綜復雜的因素，而且工藝設計具有動態性和經驗性，所以對CAPP系統不能過分強調對零件信息等數據自動獲取，也不能過分強調工藝決策的自動化。

b.認為CAPP只是基于零件即可，而不必基于產品結構。在企業中，一切生產活動都是圍繞產品結構而展開的。只有基于產品結構進行工藝設計，才能使CAPP在企業的應用從局部走向全面。

c.認為CAPP只是解決工藝卡片的填寫和生成，而不注重工藝數據的利用和管理及企業各部門間數據的傳輸。工藝設計處于產品設計和加工制造的接口處，它必須分析處理大量信息，而且也要產生大量的工藝數據來指導企業物資采購、生產計劃調度、組織生產、資源平衡、成本核算，生成后續的NC程序等。所以，對于CAPP系統，要從工藝標準化、工藝信息共享及集成、工藝管理的科學化等方面綜合考慮，這樣才能提出能夠見到效益的CAPP系統應用目標。

2)在CAPP系統管理方面存在的問題

a.缺乏對工藝資源的管理。企業的工藝資源包括企業的加工設備、工藝裝備、工藝手段、典型工藝等任何可供共享和重復使用的工藝數據、工藝知識，企業的工藝資源是編制工藝文件的基礎。工藝設計就是優化配置工藝資源、合理安排工藝過程的一門藝術，但是目前大部分企業對工藝資源缺乏管理，使得數據信息無法共享，不能實現工藝資源的有效合理利用。

b.缺乏權限管理。由于工藝設計是由許多不同性質的子任務組成，它涉及到多個部門和人員，這就需要工藝軟件提供一種角色和權限機制，提供產品級的工藝編制功能和零件級的工藝編制功盲旨。

3)對CAPP系統化、實用化、工程化研究不足缺乏對CAPP系統實用化、工程化的研究，缺乏各種技術之間、技術與組織管理之間、人與技術之間的集成與協調，使得各種新概念、新方法、新技術在CAPP系統的研究與開發中所起的作用不明顯。同時，作為開發CAPP系統基礎的工藝設計基本原理和方法的研究沒有受到足夠的重視，使得CAPP缺乏良好的理論和堅實的科學基礎，難以開發出高水平的CAPP系統。

2 航修企業工藝設計對 CAPP系統提出的要求

2.1 手工編制工藝存在的問題及工藝工作面臨的挑戰

長期以來航修企業一直是采用傳統的工藝設計方法編制工藝文件，其合理性、可操作性以及編制時間的長短主要取決于工藝人員的經驗和熟練程度。因此，要求工藝人員具有豐富的生產經驗，而且人工編制工藝文件勞動強度大，效率低，難以實現工藝文件的最優化和信息共享。在制造系統正逐漸由剛性(高效率的大批量生產模式)向柔性(高效率、多品種、小批量生產模式)轉變的今天，航修企業對產品的不斷更新和換代的要求必須作出快速的響應，這對航修企業的技術能力、工藝能力無疑是個嚴峻的挑戰，手工編制工藝很難適應市場，如何借助計算機技術，實現 CAD/CAPP/CAM的有效集成，提高企業的技術能力、快速響應能力是航修企業當前發展面臨的挑戰。

2.2 航修企業工藝設計對 CAPP系統提出的要求

1)安裝簡單，使用方便，人機界面好。
2)具有工藝管理和工藝匯總功能，能對工藝資源進行有效的利用和管理。企業資源不同，使用資源的方式也有所不同，所以CAPP系統應廣泛而靈活地提供資源內容和資源使用方式，將企業的資源有效地管理起來，這樣不僅可以共享數據，有效利用資源，而且可以規范工藝內容，提高標準化程度，從而實現產品工藝設計及管理一體化，建立企業完整的制造工藝信息系統。
3)能提供功能強大的工藝卡片設計工具及工藝卡片模板定制工具。工藝卡片設計工具應能提供可視化的工藝設計環境，融數據、圖形、表格、文字于一體，圖文并茂，能根據企業特點及要求編制工藝路線、工藝過程卡、工序卡、工藝 BOM等工藝文件;工藝卡片模板定制工具應能提供完善的二次開發工具和開發接口，可由用戶繪制、定義、擴充工藝卡片格式，并允許用戶自行開發專用的CAPP模塊，以滿足不同用戶的需求，形成面向特定制造環境和工藝習慣的CAPP系統。

3 航修企業實用型 CAPP系統開發思路

3.1 開發CAPP系統的步驟

航修企業企業在開發 CAPP系統時，應有計劃、有步驟地進行。CAPP系統的開發一般需經過以下步驟:

1)需求分析

包括調查企業工藝部門的組織機構、工藝類型、工藝編制的流程以及相應的工藝卡片，分析企業的工藝資源和工藝匯總要求等內容。實踐證明，對不同的CAPP用戶，需求的主要區別在于:工藝過程的設計原則和企業習慣、零件制造的環境條件和工藝手段、工藝文件輸出內容和格式要求以及零件的結構工藝特點和零件分類的方法。以上工作完成后，提交需求分析報告。

2)總體規劃

根據提交的需求分析報告，組織項目實施人員進行溝通，確定CAPP系統實施的計劃，并對需求分析的內容進行確認、論證，為最終確定總體方案打好基礎。

3)軟件實施與培訓

總體方案確定后，企業的工藝技術人員應與項目實施人員組成項目實施小組，工藝人員提供用于手工完成的工藝卡片和工藝匯總清單的實例等供實施小組設計 CAPP系統使用，以保證滿足企業個性化的需求。軟件完成后，應對技術人員及相關人員進行培訓，以提高軟件實施的效率和效果。

4)定制開發及技術服務

在CAPP軟件的使用過程中，企業可能需要解決一些特殊的技術問題，因此有可能需要進行適當的定制開發，同時在企業應用CAPP軟件的過程中，還需開發商提供長期的技術服務，并在企業中形成應用軟件的人才梯隊，以真正把企業的CAPP應用引向深人。

3.2CAPP系統開發中應注意的問題

目前，國內計算機輔助工藝設計的應用還剛剛起步，處于推廣應用階段。因此，在CAPP系統的開發中還應注意以下幾個問題:

1)CAPP系統應安裝簡便，人機界面友好，保證工藝人員方便、快捷地檢索、查詢所需的工藝資料，提高工藝設計工作的效率。

2)CAPP系統應充分考慮實用性。設計的CAPP系統應符合設計人員的工藝習慣，應用起來非常順手，這樣的CAPP系統才能在企業中推廣。

3)充分考慮CAPP的開放性和可擴充性及柔性。由于制造環境多樣復雜，所以CAPP系統應能提供用戶可以構造適合于企業制造環境的CAPP平臺系統，當用戶實際的經驗與系統的解答不一致時，系統的推理和決策方法能方便地被用戶修改，同時用戶也可以根據企業情況的不斷變化調整、增加系統的工藝內容，以適應企業不同的產品和生產要求，滿足不同的經營目標和生產計劃方案。

4)CAPP系統應能滿足集成性要求。工藝是設計和制造的橋梁，工藝數據是產品全生命周期中最重要的數據之一。

所以，在開發CAPP系統時，應充分注意CAPP系統的底層數據結構能否滿足集成的要求，能否實現與CAD、PDM、EPR等系統的集成和信息共享。集成化發展是現代制造業的發展趨勢，也是CAPP系統的發展趨勢。

4 結束語

CAPP作為企業信息化建設的關鍵和核心技術之一，其在企業的作用還遠遠沒有發揮出來，對企業CAPP應用現狀及開發思路的分析研究，將為開發適合企業生產環境的CAPP系統，充分發揮計算機輔助工藝設計的優越性打下良好的基礎。CAPP技術的發展與成熟，將大大提高企業的自動化生產效率，縮短生產周期，增強企業的競爭力。(end)