0 引言
计算机辅助工艺规划（CAPP）被认为是联接计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的桥梁，也是计算机集成制造系统（CIMS）的重要环节。CAPP的研究和应用可以提高产品质量，缩短产品开发周期，降低成本，从而提高产品设计和制造的自动化水平，增强企业的市场竞争力。
虽然CAPP的研究已取得很多成果，国内外也开发了众多CAPP系统，但真正达到实用化水平的不多；从这个意义上讲，CAPP仍然是产品设计/制造自动化的一个瓶颈，实际上当前流行的商业软件大都回避了CAPP这个难点。为了推动CAD和CAM的真正集成，CAPP已经成为目前设计/制造自动化中急需解决的问题之一。
目前，CAPP存在的主要问题包括：
(1)功能有限 现有的CAPP系统无法完成所有工艺设计功能。有些任务工艺人员可以轻松完成，而CAPP系统做起来却非常困难，这是因为现有CAPP系统智能程度和知识水平不高。
(2)适应性差 目前，大多数CAPP系统是针对生产环境和零件类型开发的专用系统，不能根据不同企业的特殊性调整信息需求、工艺决策逻辑。这是因为CAPP系统应用对象有较强的特殊性，如：零件种类多，工艺知识复杂多样，企业生产设备、技术和管理水平、生产习惯等也差异很大。
(3)透明度低 多数CAPP系统的工作过程基本上是"黑箱"过程，用户看不到想看到而且应该看到的事情。这样不仅难于理解，而且说服力和可信度较低。这是因为多数CAPP系统主要是基于符号推理的，适于计算机进行操作，其数据和推理过程过于抽象。
比起计算机的计算能力和符号推理能力，人类更擅长形象思维和模式匹配。现有的技术水平无法让计算机象人一样进行复杂问题求解；与此同时，人很难理解计算机所擅长处理的基于符号的复杂数据。如果在设计CAPP系统时考虑到人机系统的相互关系，使得人和计算机协同工作，那么上述问题就会得到较好地解决。实际上，CAD和CAM软件的工作过程也与人密切相关，它们的可视性很好地支持了人机协同工作。这正是当前的CAD和CAM系统比CAPP系统更实用的重要原因之一。
综上所述，应当进行人机协同工作的研究，将计算机的计算能力和符号推理能力，以及人类的形象思维和模式匹配能力相结合，而可视化是人机协同工作的重要基础。
1 人机协同工作和可视化
大量的CAPP研究忽视了人这个最活跃、最关键的因素，与此同时，其它科学和工程领域已经开始研究人与计算机的关系。
在复杂的科学计算（scientific computing）中，用户需要进行问题求解（problem solving），寻求使用计算机来自动求解常规问题，其根本方法是将复杂问题级次分解为简单的子问题，然后执行相应的程序。然而近来人们对计算机在多大程度上可以自动求解问题提出了疑问。法国Claude Bernard大学的Francois Chevenet［1］指出，问题求解常常不能自动进行，因为对于一些子问题，计算机找不到相应的解决策略或知识，只能靠人来解决，所以人必须能够干涉自动的问题求解过程；另外，计算机往往需要用户提供参数或数据，所以系统必须是交互性的；这就要求计算机是协同性的（cooperative）。
美国国家自然科学基金1997年"以人为中心的系统"讨论会［2］提出，以人为中心的系统（Human Centered Systems，HCS）具有以下特性：
(1)可考虑人的知觉、灵活性和局限性；
(2)对实际工作能有效支持；
(3)具有柔性而不是刚性，能以多种方式使用，对用户没有不必要的限制；
(4)环境敏感性......
