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浅析 CAPP 系统的发展及其在制造业
中的应用
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摘要: 计算机辅助工艺设计 ( CAPP) 彻底改变了传统手工设计的落后面貌;
它在现代自动化集成制造系统中起着极其重要的作用。 对 CAPP 系统模式的探讨
和 CAPP 技术的研究是制造业的重要任务。 本文总结了 CAPP 系统的概念和分类,
总结了 CAPP 的发展趋势及存在问题, 详细综述了 CAPP 系统在制造业信息化建
设中的应用。
关键词 :CAPP 系统、发展概况、制造业应用
计算机辅助工艺设计 (CAPP: Computer-aided process planning)是指在人和计
算机组成的系统中, 根据约束条件和资源条件, 将零件的设计信息转换为制造零
件所需的一系列加工操作, 并人机交互或自动地生成零件的加工工艺规程, 也即
是将产品设计信息与制造环境提供的所有可能的加工能力信息进行匹配与优化
的过程 [1] 。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。
迄今为止,人们对 CAPP 的研究已进行了 40 多年,取得了许多重大的研究
成果,获得了一定的经济效益, 特别是将专家系统、 神经网络和模糊逻辑等人工
智能技术应用于 CAPP 之后,工艺知识获取、 表达和运用的有效性和灵活性有了
很大改观, CAPP 系统的实用化和工程化水平得到了很大提高。
1 . CAPP 的发展概况
计算机辅助工艺设计的研究在国际上始于 20 世纪 60 年代后期,其早期意图
就是建立包括工艺卡片生成、 工艺内容存储及工艺规程检索在内的计算机辅助系
统 .它只是将计算机当作存储、整理、计算和提取信息的工具,以帮助减少工艺
人员所做的事务性工作, 从而节省工艺设计的时间。 这样的系统因为没有工艺决
策能力和排序功能,所以不具有通用性。
直到美国计算机辅助制造国际组织 CAM-I 于 1976 年开发出在 CAPP 发展史
上具有里程碑意义的 CAPP 系统,计算机辅助工艺设计才正式命名为 CAPP 系统。
1985 年 1 月 CIRP 首次举行了 CAPP 专题研讨会, 11 月美国 ASME 冬季年会的
主题定为“计算机辅助 /智能工艺过程设计” ,1987 年 6 月 CIRP 又举行 CAPP 的
专题学术研讨会 [2] 。经过这几次在国际上具有较大影响力的会议,使 CAPP 技术
的研究工作在世界范围内广开来,进而掀起 CAPP 技术的研究高潮。
国内 CAPP 技术的研究是从 80 年代开始的,国内最早开发的 CAPP 系统是
同济大学的修订式 TOJICAP 系统和北京航空航天大学的创成式 BHCAPP 系统
[3]
,在这之后西北工业大学、西安交通大学、南京航空航天大学等单位也研制成
功了适用于特定类型零件的 CAPP 系统。
经过 20 多年的历程,国内外对 CAPP 技术已进行了大量的探讨与研究,无
论在研究的深度上和广度上都不断取得进展。具有代表性的技术有 :特征识别技
术、成组技术、 智能技术、 专家系统技术、 网络技术、 数据库技术、 集成技术等。