CAPP技术与智能化工艺信息系统构想
2004/4/2  作者:孔宪光

   计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning:CAPP)是连接CADCAM的桥梁,是许多先进制造系统的技术基础之一。因此,CAPP技术从60年代末诞生以来,其研究开发工作一直在国内外蓬勃发展,而且逐渐引起越来越多的人们的重视。遗憾的是,尽管国内外在各种决策方式、各种机加工艺CAPP、以及智能化、集成化方面取得许多成绩,但应用基础还不很牢固,研究开发方向也和当前的实际需求有较大差距。近年来,随着

计算机集成制造系统(ComputerIntegratedManufacturing System:CIMS)、

并行工程(ConcurrentEngineering:CE)、

智能制造系统(IntelligentManufacturingSystem:IMS)、

虚拟制造系统(VirtualManufacturingSystem:VMS)、

敏捷制造(AgileManufacturing:AM)等先进制造系统的发展,无论从广度上还是从深度上,都对CAPP的发展提出了更新更高的要求。

  显然,CAPP已经到了一个新的发展阶段。为了迎接种种新的挑战,我们在近几年提出了面向整个产品(简称面向产品)的CAPP系统以及更为广义的计算机辅助工艺设计及管理系统,即智能化工艺信息系统(IntelligentProcessInformationSystem:IPIS)等新的构想,并针对一些企业CIMS工程的需求进行了开发,同时也推出了软件产品。

  

  1.CAPP技术当前存在的问题

  迄今为止,国内外在CAPP技术的研究与系统的开发上已投入大量的资金与力量,已开发出为数众多的CAPP系统。在所开发的CAPP系统中,有些系统已得到实际应用,少数已商品化。但总的来看,CAPP的研究、开发方向存在严重的偏差。从应用角度看,已取得的实际效益和投入的力量很不相称;国内外的重点研究方向和当前的实际需求相去甚远。表现在:开发多,应用少;开发投入多,应用维护几乎无投入;原型系统多,得到实际生产应用的系统较少;商品系统很少,而且功能不足;同CAD、CAM、MIS、PDM等相关计算机辅助技术相比,差距相当大。究其原因可初步概括为以下几个方面。 

  ①CAPP研究与开发的目标具有很大的片面性

  长期以来,CAPP的目标一直是开发代替工艺人员的自动化系统,而不是辅助系统,即过份强调了工艺决策的自动化。在此目标指导下开发出的‘自动化’CAPP系统,虽然融入了人类专家的知识和经验,但在运行时通常需要用户首先费时费力地按规定描述方法交互输入零件信息(尽管有不少系统从技术上实现了CAD/CAPP集成,但远未达到工程化),然后由系统进行自动决策。一般只提供简单的人机界面,决策过程中很少考虑人的有效参与。这就导致了下列问题:

  系统开发周期长,开发费用高,开发难度大,使用人员很难参与,适用性差,难以推广应用;

  工艺人员难以掌握系统的使用,而且在使用中仍需交互输入大量的信息,麻烦而又容易出错;

  工艺设计与管理不能集成,不仅工作效率低,而且很难保证工艺信息和文件的准确性、一致性;

  CAPP的研究与开发只能以零件为主体对象,常常针对特定制造对象、特定制造环境(特定企业、特定车间甚至特定设备)进行。开发出的系统功能和应用范围有限(局限性大),缺乏适应生产环境变化的灵活性和适用性。

  为了解决上述问题,国内外不断地在CAPP开发工具的开发及面向对象(ObjectOriented:OO)技术的应用上进行探索,但仍受限于以自动化为目标和以零件为主体对象,问题并未得到解决。这种现状不仅难以满足先进制造系统对CAPP的应用和发展日益增长的需求,而且势必造成大量重复劳动和人力、财力、物力的浪费,严重限制CAPP应用的广度和深度。

  ②CAPP系统的应用范围过于狭窄

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