CAPP技术特征及发展动态.pdfVIP

概述

工艺设计是机械制造生产过程的技术准备工作的一个重要内容，是产品设计

与车间的实际生产的纽带，是经验性很强且随环境变化而多变的决策过程。当前，

机械产品市场是多品种小批量生产起主导作用，传统的工艺设计方法远不能适应

当前机械制造行业发展的要求，其主要表现为：

（1）传统的工艺设计是人工编制的，劳动强度大，效率低，是一项繁琐的重复

性工作；

（2）设计周期长，不能适应市场瞬息多变的需求；

（3）工艺设计是经验性很强的工作，它是随产品技术要求、生产环境、资源条

件、工人技术水平、企业及社会的技术经济要求而多变，甚至完全相同的零件，

在不同的企业，其工艺也可能不一样，即使在同一企业，也因工艺设计人员的不

同而异。工艺设计质量依赖于工艺设计人员的水平；

（4）工艺设计最优化、标准化较差，工艺设计经验的继承性也较困难。

随着机械制造生产技术的发展及多品种小批量生产的要求，特别是CAD/CAM

系统向集成化、智能化方向发展，传统的工艺设计方法已远远不能满足要求，计

算机辅助工艺设计（ComputerAidedProcessDesign，CAPP）也就应运而生。

计算机辅助工艺设计的重要意义在于：

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）能够适应当前日趋自动化的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。

CAPP技术

传统上CAPP是狭义的，它只面向零件，主要是机械加工工艺的设计，而且常

常是车间一级的。后来逐步扩充到各种专业的工艺过程设计乃至工艺信息管理。

工艺过程设计是连接产品设计与制造的桥梁，是整个制造系统中的重要环节，

对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。应用CAPP技术，可以使工艺人员

从繁琐重复的事务性工作中解脱出来，迅速编制出完整而详尽的工艺文件，缩短

生产准备周期，提高产品制造质量，进而缩短整个产品的开发周期。从发展看，

CAPP可以从根本上改变工艺过程设计的个体劳动与手工劳动性质，提高工

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艺设计质量，并为制定先进合理的工时定额，改善企业管理提供科学依据；同时

还可以逐步实现工艺过程设计的自动化及工艺过程的规范化、标准化与优化。

CAPP被公认为是CAD/CAM真正集成的关键，是许多先进制造系统的技术基础

之一。近年来，随着计算机集成制造系统(CIMS)、并行工程(CE)、智能制造系统

(IMS)、虚拟制造系统(VMS)、敏捷制造(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。

CAPP技术研究发展历史与现状

六十年代末，人们就开始了CAPP的研究与开发，最早研究CAPP技术的国家有

挪威及前苏联等。但在CAPP发展史上具有里程碑意义的是设在美国的国际性组

织CAM-I于1976年开发的CAPP(CAM-IsAutomatedProcessPlanning)系

统。国内最早开发的CAPP系统是同济大学的修订式TOJICAP系统和西北工业

大学的创成式CAOS系统，其完成的时间都在80年代初。国内最早开展

CAD/CAPP/CAM智能集成化研究与原型系统开发的是清华大学（用于国家CIMS实

验工程的箱体类零件，1987-1993年）与西北工业大学（用于国家CIMS实验工

程的回转体零件,1987-1993年），而第一个有重要实用价值、并取得突出社会

和经济效益的智能集成化FA-CAD/CAPP/CAM系统则是由西北工业大学、航空部

625所在成都飞机工业公司开发的（1991-1994年），其中由西北工业大学开发

的FA-CAPP分系统是完全自动决策的创成式专家系统，该智能集成系统已从原来

的工作站平台移植到微机WINDOWS平台（1998-2000年）。

依据工艺决策方式，人们将CAPP系统划分为两大类：修订式(Variant、亦称

派生式)CAPP系统，和创成式(Generative、亦称生成式)CAPP系统。根