（机械电子工程专业论文）基于管理的capp系统开发.pdf

a b s tr a c t i t sac o m p u t e r a i d e dp r o c e s sp l a n n i n gs y s t e mw h i c hc a nh e l p t h eu s e r sb o t hw o r ko u ta n di n q u i r eo rm o d i f ym a c h i n i n gp r o c e s s a 1 s ou s e r sc a ng e tt h es t a t i s t i c so fp a r a m e t e r sb yt h es y s t e m t h e p a p e re x p l a i n ss u c hp r o b l e m sa st h et h e o r yb a s e do n ，t h em e a n i n g t od e v e l o pi t ，t h ew h o l es t r u c t u r ea n dd i s c u s s e st h ed e s i g na b o u t t h ep r o c e s s m a n a g e dm o d u l ei nd e t a i l s t h ea i mo ft h es y s t e mi st oo f f e rt h eu s e r sa ni m p l e m e n tw h i c h c a nh e l pt h e mw o r ko u ts t a n d a r da n dh i g hq u a l i t ym a c h i n i n gp r o c e s s r a p i d l ya n de a s i l y ，t oi n q u i r ea n dm o d i f yt h ee s t a b l i s h e dp r o c e s s a n dt og e tt h es t a t i s t i c so fp a r a m e t e r si no r d e rt h a tt h eu s e r s a c q u i r et h e r e s o u r c e ss t a t u sa n dp r e p a r et h e mi nt i m e t h ed r o c e s s e s t a b l i s h e dm o d u i eisc h a r a c t e r iz e dt h a tw h a ty o u s e eo nt h ec o m p u t e rs c r e e nw i l l b ew h a ty o uw a n tw h e ny o uw o r ko u t t h ep r o c e s s ，t h a tt h ep r o c e s sc a nt u r nt ot h en e x t1 i n ea u t o m a t i c a l l y ， t h a tt h e s t y l e o fd i m e n s i o nt o l e r a n c e ，t h es h a p ea n dp o s i t i o r l t o l e r a n c ea c c o r d sw i t ht h es t a t es t a n d a r da n dt h a ts i m p l ef i g u r e s c s nb ed r a w nb ym e a n so fo l e u s e r sc a nn o to n l yi n q u i r ep r o c e s sf i l e s ，b u ta l s og e t t h e s t a t i s t i c so fp a r a m e t e r ss u c ha st o o l s 。m e a s u r e s ，e q u i p m e n t sa n d c1a m p sin d e xin go np a r t n o 。p a r t n a m e c o m p a r e dt oag e n e r a t i v ec a p ps y s t e mb a s e do na i t h es y s t e m a v o j d ss u c hd e f i c i e n c i e sa st r o u b l i n gi nd e s i g n i n gl o g i c a lr u e s ， h i g hr e q u e s tf o ru s e r s ，r e q u i r i n gm o r em o n e ya n dl o n gd e v e l o p i n g p e r i o d i ts a t i s f i e ss o m es m a l ie n t e r p r i s e s d e m a n df o rw o r k i n g o u ta n dm a n a g i n gp r o c e s s h o w e v e r 。c o m p a r e dt os o m ep r o f e s s i o n a lc a p ps y s t e m s ，i th a s s u c hw e a k n e s sa sn o th a s i n go ni n t e r n e t ，l a c ko fs a f e t ym e a s u r e s f o rr e s o u r c ea n dp r o c e s s ，u n a b l et og e td e s i g n i n gi n f o r m a t i o nf r o m d e s i g n i n gf i g u r e sa n du n a b l e t oc o m p i l ep r o c e s si nb i t m a p t h es y s t e mi sd e v e l o p e db yt h es o f t w a r ev i s u a lc + + 5 0a n d v is u a lf o x p r o6 0 k e yw o r d s c a p p ；p r o c e s se s t a b lis h m e n t ：p r o c e s sm a n a g e m e n t 亘蜜童塑盍堂三壅亟塑窒塞堂丝迨宴 蔓! 夏 第一章绪论 1 1 计算机辅助工艺规程设计( c a p p ) 的概念 计算机辅助工艺规程设计( c a p p ：c o m p u t e ra i d e dp r o c e s s p l a n n i n g ) 是一门通过计算机技术辅助工艺人员以系统化的方法确定零 件或产品从毛坯到成品的制造方法的技术。 工艺设计是现代机械工程设计技术的重要环节，对产品性能、可靠 性以及降低产品成本等方面都有重要的影响。随着计算机技术在制造业 中的深入应用，通过计算机辅助进行工艺规程的设计和管理已成为迫切 需求，计算机辅助工艺规程设计( c a p p ) 技术便应运而生。 1 2c a p p 的设计内容 计算机辅助工艺规程设计的基本原理是基于人工设计工艺规程的 过程及解决问题的思路，对照手工设计工艺规程的过程及相应内容，实 现计算机化处理。 c a p p 的设计内容主要包括： ( 1 ) 产品零件信息输入； ( 2 ) 加工方法选择： ( 3 ) 加工顺序安排； ( 4 ) 加工设备和工艺装备确定； ( 5 ) 定位夹紧方案选择； ( 6 ) 工艺参数计算； ( 7 ) 工艺信息( 文件) 输出。 1 3c a p p 技术的理论和实际意义 1 3 1 对传统手工设计工艺规程的分析 工艺设计是优化配置工艺资源，合理编排工艺过程的一门技艺。它 是生产准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造的桥梁。以文 件形式确定下来的工艺规程是进行工装制造和零件加工的主要依据，它 对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期及 亘蜜童塑盍堂三壅亟塑窒塞堂丝迨宴 蔓! 夏 第一章绪论 1 1 计算机辅助工艺规程设计( c a p p ) 的概念 计算机辅助工艺规程设计( c a p p ：c o m p u t e ra i d e dp r o c e s s p l a n n i n g ) 是一门通过计算机技术辅助工艺人员以系统化的方法确定零 件或产品从毛坯到成品的制造方法的技术。 工艺设计是现代机械工程设计技术的重要环节，对产品性能、可靠 性以及降低产品成本等方面都有重要的影响。随着计算机技术在制造业 中的深入应用，通过计算机辅助进行工艺规程的设计和管理已成为迫切 需求，计算机辅助工艺规程设计( c a p p ) 技术便应运而生。 1 2c a p p 的设计内容 计算机辅助工艺规程设计的基本原理是基于人工设计工艺规程的 过程及解决问题的思路，对照手工设计工艺规程的过程及相应内容，实 现计算机化处理。 c a p p 的设计内容主要包括： ( 1 ) 产品零件信息输入； ( 2 ) 加工方法选择： ( 3 ) 加工顺序安排； ( 4 ) 加工设备和工艺装备确定； ( 5 ) 定位夹紧方案选择； ( 6 ) 工艺参数计算； ( 7 ) 工艺信息( 文件) 输出。 1 3c a p p 技术的理论和实际意义 1 3 1 对传统手工设计工艺规程的分析 工艺设计是优化配置工艺资源，合理编排工艺过程的一门技艺。它 是生产准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造的桥梁。以文 件形式确定下来的工艺规程是进行工装制造和零件加工的主要依据，它 对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期及 亘壶童烫盔堂王塑亟堑塞生兰笪迨塞 塑! 夏 改善劳动条件等都有直接的影响。因此，工艺设计是生产中的关键性工 作。工艺设计的主要任务是为待加工零件选择合理的加工方法和加工顺 序，以便能按设计要求生产出合格的成品零件。 工艺设计由于处于产品设计和加工制造的接口处，工艺设计过程必 须分析和处理大量信息，既要考虑产品设计图样上有关零件结构形状、 尺寸公差、材料及批量等方面的信息，又要了解加工制造中有关加工方 法、加工设备、生产条件、加工成本及时间定额( 工时定额) ，甚至传统 习惯等方面的信息。由于各种信息之间的关系极为复杂，迸行工艺设计 时必须全面而周密地对这些信息加以分析和处理。 传统上，工艺设计应由具有丰富生产经验的工程师负责。作为一个 好的工艺设计师必须具备如下条件：( i ) 、丰富的生产经验；( 2 ) 、熟知 本企业各种设备的使用情况：( 3 ) 、熟知企业内部各种生产工艺方法：( 4 ) 、 熟知企业内部各种与生产加工有关的规范；( 5 ) 、熟知与生产管理有关的 各种规章制度；( 6 ) 能与有关各方保持友好协作。 具有丰富经验的工艺设计师在发达国家常常感到人数不足。在美 国，工艺设计人员一般年龄在4 0 岁以上，并有丰富的生产车间工作经验； 在英国，工艺工程师平均年龄为5 5 岁。通过对年龄数据的统计，反映了 工艺设计要求工艺工程师有多年的生产实践经验。培养合格的工艺设计 师是一项艰巨复杂的过程。 传统手工设计工艺是由工艺设计师根据自己的经验和知识逐件设 计的，由于个人经验和实践的不同，所设计的工艺规程不同程度地存在 很大的差异。实践表明，传统的工艺设计方式已经严重地阻碍了企业生 产效率的提高，存在着很大的缺陷和不足，主要表现在以下几个方面： 对工艺设计人员要求高。传统的工艺设计是由工艺人员手工进 行设计的，工艺文件的合理性、可操作性以及编制时间的长短主要取决 于工艺人员的经验和熟练程度，这样就不可避免的会导致工艺文件的设 计周期和质量不易保证。 设计效率低下，存在大量的重复劳动。首先，由于每个工艺规程 都要靠手工编写，光是花费在书写工艺表格上的时间就占3 0 左右，而 工艺设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验。当产品更换时， 原有的工艺规程就不再使用，必须重新设计套产品的工艺规程，既使 亘宣童适盎堂互焦亟丛宣堡堂丝迨塞蔓曼要 新产品中某些零件与过去生产的零件相同，也必须重新设计。其次，传 统的工艺设计是先由工艺设计人员按零件设计工艺规程，然后填写工艺 卡片、画工序图等，再进行校核、誊写、描图、晒图，并装订成册，劳 动强度大，工作效率低，是一项繁琐重复性的工作。 难以保证数据的准确性。工艺设计需要处理大量的图形信息、 数据信息，并通过工艺设计产生大量的工艺文件和工艺数据；传统的设 计方式需要人工处理图形及数据信息，由于数据繁多且很分散，因此， 处理起来繁琐、易出错。 t 工艺最优化、标准化较差。按照传统的工艺设计方法，由于每 个工艺设计人员的经历和习惯不同，不仅对相似零件，甚至对同一零件 设计的工艺规程也有差别，相同零件的工艺，在同一企业因设计人员不 同就存在很大的差别。有些工艺，不仅过于简单，而且很不规范，只有 少数人才能读懂。这对规范化和标准化的文明生产极为不利，也不利于 生产效率的提高。 无法利用c a d 的图形、数据。随着国家科委“甩图板工程”的 实旌，二维c a d 技术在企业中的应用已很普及，各部门之间通过电子文 档进行交流然而由于工艺设计部门仍采用手工方式进行设计，这样就 无法有效利用c a d 的图形及数据。 不便于计算机对工艺技术文件进行统一的管理和维护。 信息不能共享。随着企业计算机应用的深入，各部门所产生的 数据可以通过计算机进行数据交流和共享，如果工艺部门仍采用手工方 式，其他部门的数据就只能通过手工查询，工作效率低且易出错；所产 生的工艺数据也无法方便地与其他部门进行交流和共享。 不便于将工艺专家的经验和知识集中起来加以充分地利用，工 艺设计经验的继承性亦较困难。 不能满足当前多品种、小批量生产模式的需要。当代制造领域 中，多品种小批量生产的企业大量增加，制造系统正逐渐从刚性( 高效 率的大批量生产模式) 向柔性( 高效率、多品种、小批量生产模式) 转 变，这要求将计算机贯穿于产品策划、设计、工艺规划、制造与管理的 全过程。显然，传统的手工设计工艺方式已不能满足上述要求。 与工艺设计在生产中的重要地位不相适应。工艺设计工作贯穿 亘蜜窒适太堂王猩亟塑窒垒堂焦迨窒篁! 堕 于企业的整个生产活动中，在各个方面都充满着“个性”。工艺设计所 涉及的因素不仅是大量的，而且是极其错综复杂的，如企业的生产类型、 产品结构、工艺准备、生产技术发展等的影响，甚至受到管理体制的制 约。上述因素中的任何变化，均可能导致工艺设计方案的变化。因此说 工艺是企业生产活动中最活跃的因素，工艺设计对使用环境的极大依赖 性就必然导致工艺设计的动态性。而传统的手工方式显然不能满足要求。 1 3 2o a p p 技术应用的重要意义 应用c a p p 技术设计工艺规程，克服了传统手工设计工艺规程的缺点， 对于机械制造业具有十分重要的意义。其主要表现如下： 能够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，使他们能从事新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等 等创造性的工作。 由于在c a p p 系统中制造资源、工艺参数等以适当的形式建立制 造资源和工艺参数库，并能充分利用标准( 典型) t 艺生成新的工艺文 件，可以大大地缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提高产品在 市场上的竞争能力。 能继承有经验的工艺设计人员的经验。提高企业工艺的继承性， 工艺人员的工艺经验、工艺知识能够得到充分的利用和共享，特别是在 当前国内外机械制造企业有经验的工艺设计人员日益短缺的情况下，它 具有特殊意义。 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。 为适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要和实现计算机集 成制造系统( c i m s - - c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 创造 必要的技术基础。 1 4c a p p 的设计方法 目前，常用的c a p p 系统设计方法主要有：派生式( v a r i a n t ) 、饥 成式( g e n e r a t i v e ) 和综合式。 1 4 1 派生式方法 派生式c a p p 系统建立在成组技术( g t ) 的基础上，其基本原理是 亘蜜窒适太堂王猩亟塑窒垒堂焦迨窒篁! 堕 于企业的整个生产活动中，在各个方面都充满着“个性”。工艺设计所 涉及的因素不仅是大量的，而且是极其错综复杂的，如企业的生产类型、 产品结构、工艺准备、生产技术发展等的影响，甚至受到管理体制的制 约。上述因素中的任何变化，均可能导致工艺设计方案的变化。因此说 工艺是企业生产活动中最活跃的因素，工艺设计对使用环境的极大依赖 性就必然导致工艺设计的动态性。而传统的手工方式显然不能满足要求。 1 3 2o a p p 技术应用的重要意义 应用c a p p 技术设计工艺规程，克服了传统手工设计工艺规程的缺点， 对于机械制造业具有十分重要的意义。其主要表现如下： 能够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，使他们能从事新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等 等创造性的工作。 由于在c a p p 系统中制造资源、工艺参数等以适当的形式建立制 造资源和工艺参数库，并能充分利用标准( 典型) t 艺生成新的工艺文 件，可以大大地缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提高产品在 市场上的竞争能力。 能继承有经验的工艺设计人员的经验。提高企业工艺的继承性， 工艺人员的工艺经验、工艺知识能够得到充分的利用和共享，特别是在 当前国内外机械制造企业有经验的工艺设计人员日益短缺的情况下，它 具有特殊意义。 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。 为适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要和实现计算机集 成制造系统( c i m s - - c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 创造 必要的技术基础。 1 4c a p p 的设计方法 目前，常用的c a p p 系统设计方法主要有：派生式( v a r i a n t ) 、饥 成式( g e n e r a t i v e ) 和综合式。 1 4 1 派生式方法 派生式c a p p 系统建立在成组技术( g t ) 的基础上，其基本原理是 亘蜜窒适太堂王猩亟塑窒垒堂焦迨窒篁! 堕 于企业的整个生产活动中，在各个方面都充满着“个性”。工艺设计所 涉及的因素不仅是大量的，而且是极其错综复杂的，如企业的生产类型、 产品结构、工艺准备、生产技术发展等的影响，甚至受到管理体制的制 约。上述因素中的任何变化，均可能导致工艺设计方案的变化。因此说 工艺是企业生产活动中最活跃的因素，工艺设计对使用环境的极大依赖 性就必然导致工艺设计的动态性。而传统的手工方式显然不能满足要求。 1 3 2o a p p 技术应用的重要意义 应用c a p p 技术设计工艺规程，克服了传统手工设计工艺规程的缺点， 对于机械制造业具有十分重要的意义。其主要表现如下： 能够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，使他们能从事新产品的开发、工艺装备的改进及新工艺的研究等 等创造性的工作。 由于在c a p p 系统中制造资源、工艺参数等以适当的形式建立制 造资源和工艺参数库，并能充分利用标准( 典型) t 艺生成新的工艺文 件，可以大大地缩短工艺设计周期，保证工艺设计的质量，提高产品在 市场上的竞争能力。 能继承有经验的工艺设计人员的经验。提高企业工艺的继承性， 工艺人员的工艺经验、工艺知识能够得到充分的利用和共享，特别是在 当前国内外机械制造企业有经验的工艺设计人员日益短缺的情况下，它 具有特殊意义。 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。 为适应当前日趋自动化的现代制造环节的需要和实现计算机集 成制造系统( c i m s - - c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 创造 必要的技术基础。 1 4c a p p 的设计方法 目前，常用的c a p p 系统设计方法主要有：派生式( v a r i a n t ) 、饥 成式( g e n e r a t i v e ) 和综合式。 1 4 1 派生式方法 派生式c a p p 系统建立在成组技术( g t ) 的基础上，其基本原理是 亘蜜窒湮盍堂王焦亟土堑窒塞堂丝诠塞蔓! 夏 利用零件的相似性，即相似零件有相似工艺规程。一个新零件的工艺规 程是通过检索系统中已有的相似零件的工艺规程并加以筛选或编辑而成 的。计算机内存储的是一些标准工艺过程和标准工序。从设计角度看， 与常规工艺设计的类比设计相同，即用计算机模拟人工设计的方式，其 继承和应用的是标准工艺。 该种方法原理简单。容易开发，易于建成生产上实用的系统。但 当零件的相似性差时，不易归类，且移植性不好。 1 4 2 创成式方法 刨成式系统的工艺规程是根据工艺设计中所反映的决策逻辑和制 造工程数据信息生成的，这些信息主要是有关各种加工方法、加工能力 和加工对象，各种设备及刀具的适用范围等一系列的基本知识。工艺决 策中的各种决策逻辑存入相对独立的工艺知识库，供主程序调用。向创 成式系统输入待加工零件的信息后，系统能自动生成各种工艺规程文件， 用户不需或略加修改即可。 该方法接近人类的思维规则，属于y e s 、n o 的判断过程。但编制 工艺规则的难度很大，不易开发。 1 4 3 综合式方法 综合式系统是将派生式、创成式与人工智能结合在一起，取长补 短，综合而成的，具有派生法和创成法双重特点。 1 5c a p p 技术在国内企业的应用现状 1 5 1 企业对o a p p 技术的误解 误区之一；认为c a p p 就是由计算机自动生成工艺规程。 工艺设计是一个典型的复杂问题，所涉及的因素是大量的。而且是 错综复杂的，它涉及到零件信息、制造资源、工艺专家知识等众多信息 ( 数据) 的组织和管理，它不仅涉及到单纯的数值运算，也要处理图像、 字符、表格等复杂的数据。由于工艺设计对使用环境有者极大的依赖性， 且工艺设计中许多工艺知识不具备精确的定义和严密的数学模型，许多 问题是非确定性的，至今工艺设计仍处于经验决策阶段，这就导致工艺 设计的动态性和经验性。正是由于以上原因，自动化的c a p p 系统目前只 能针对某种特定零件，如回转体；通用的自动化的c a p p 系统还只能处于 亘蜜窒湮盍堂王焦亟土堑窒塞堂丝诠塞蔓! 夏 利用零件的相似性，即相似零件有相似工艺规程。一个新零件的工艺规 程是通过检索系统中已有的相似零件的工艺规程并加以筛选或编辑而成 的。计算机内存储的是一些标准工艺过程和标准工序。从设计角度看， 与常规工艺设计的类比设计相同，即用计算机模拟人工设计的方式，其 继承和应用的是标准工艺。 该种方法原理简单。容易开发，易于建成生产上实用的系统。但 当零件的相似性差时，不易归类，且移植性不好。 1 4 2 创成式方法 刨成式系统的工艺规程是根据工艺设计中所反映的决策逻辑和制 造工程数据信息生成的，这些信息主要是有关各种加工方法、加工能力 和加工对象，各种设备及刀具的适用范围等一系列的基本知识。工艺决 策中的各种决策逻辑存入相对独立的工艺知识库，供主程序调用。向创 成式系统输入待加工零件的信息后，系统能自动生成各种工艺规程文件， 用户不需或略加修改即可。 该方法接近人类的思维规则，属于y e s 、n o 的判断过程。但编制 工艺规则的难度很大，不易开发。 1 4 3 综合式方法 综合式系统是将派生式、创成式与人工智能结合在一起，取长补 短，综合而成的，具有派生法和创成法双重特点。 1 5c a p p 技术在国内企业的应用现状 1 5 1 企业对o a p p 技术的误解 误区之一；认为c a p p 就是由计算机自动生成工艺规程。 工艺设计是一个典型的复杂问题，所涉及的因素是大量的。而且是 错综复杂的，它涉及到零件信息、制造资源、工艺专家知识等众多信息 ( 数据) 的组织和管理，它不仅涉及到单纯的数值运算，也要处理图像、 字符、表格等复杂的数据。由于工艺设计对使用环境有者极大的依赖性， 且工艺设计中许多工艺知识不具备精确的定义和严密的数学模型，许多 问题是非确定性的，至今工艺设计仍处于经验决策阶段，这就导致工艺 设计的动态性和经验性。正是由于以上原因，自动化的c a p p 系统目前只 能针对某种特定零件，如回转体；通用的自动化的c a p p 系统还只能处于 亘蜜窒湮盍堂王焦亟土堑窒塞堂丝诠塞蔓! 夏 利用零件的相似性，即相似零件有相似工艺规程。一个新零件的工艺规 程是通过检索系统中已有的相似零件的工艺规程并加以筛选或编辑而成 的。计算机内存储的是一些标准工艺过程和标准工序。从设计角度看， 与常规工艺设计的类比设计相同，即用计算机模拟人工设计的方式，其 继承和应用的是标准工艺。 该种方法原理简单。容易开发，易于建成生产上实用的系统。但 当零件的相似性差时，不易归类，且移植性不好。 1 4 2 创成式方法 刨成式系统的工艺规程是根据工艺设计中所反映的决策逻辑和制 造工程数据信息生成的，这些信息主要是有关各种加工方法、加工能力 和加工对象，各种设备及刀具的适用范围等一系列的基本知识。工艺决 策中的各种决策逻辑存入相对独立的工艺知识库，供主程序调用。向创 成式系统输入待加工零件的信息后，系统能自动生成各种工艺规程文件， 用户不需或略加修改即可。 该方法接近人类的思维规则，属于y e s 、n o 的判断过程。但编制 工艺规则的难度很大，不易开发。 1 4 3 综合式方法 综合式系统是将派生式、创成式与人工智能结合在一起，取长补 短，综合而成的，具有派生法和创成法双重特点。 1 5c a p p 技术在国内企业的应用现状 1 5 1 企业对o a p p 技术的误解 误区之一；认为c a p p 就是由计算机自动生成工艺规程。 工艺设计是一个典型的复杂问题，所涉及的因素是大量的。而且是 错综复杂的，它涉及到零件信息、制造资源、工艺专家知识等众多信息 ( 数据) 的组织和管理，它不仅涉及到单纯的数值运算，也要处理图像、 字符、表格等复杂的数据。由于工艺设计对使用环境有者极大的依赖性， 且工艺设计中许多工艺知识不具备精确的定义和严密的数学模型，许多 问题是非确定性的，至今工艺设计仍处于经验决策阶段，这就导致工艺 设计的动态性和经验性。正是由于以上原因，自动化的c a p p 系统目前只 能针对某种特定零件，如回转体；通用的自动化的c a p p 系统还只能处于 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第6 页 研究阶段，而无法应用到实际当中。目前c a p p 当中的a 是辅助( a i d e d ) 而不是自动化( a u t o m a t i c ) 。 误区之二：认为c a p p 只是解决工艺卡片的填写和生成，而不注重 工艺数据的管理 工艺卡片的填写和生成是c a p p 系统必须要解决的问题，但在计算 机集成制造系统中，c a p p 是连接c a d 与c a m 之间的桥梁与纽带。集成化 的c a p p 系统应能直接接收c a d 的零件信息，进行工艺规划，生成有关的 工艺文件，并以工艺设计的结果和零件信息依据，经过适当的后置处理， 生成n c 程序，从而实现c a d c a p p c a m 的系统的集成，其核心是数据库。 因此，c a p p 系统必须能够生成工艺数据并进行管理而不只是完成工艺卡 片的填写。 1 5 2 企业应用c a p p 的主要方式 目前，国内企业应用c a p p 技术主要有以下几种方式： ( 1 ) 、使用w o r d 、e x c e l 、a u t o c a d 或二次开发的c a p p 系统。此类 c a p p 系统所生成的工艺文件是以文本文件的形式存在的，无法生成工艺 数据，更谈不上工艺数据的管理。 ( 2 ) 、常规的数据库管理系统，如工艺卡片使用v i s u a lf o x p r o 的 f o r m 、r e p o r t 输出或在a u t o c a d 上绘制卡片的c a p p 系统。此类c a p p 系 统所生成的工艺卡片是由程序设计生成的，工艺卡片的填写无法实现所 见所得，如果企业的卡片形式需要更新的话就需要更改原程序。 ( 3 ) 、注重卡片的生成，但工艺数据的管理功能较弱的c a p p 系统。 此类c a p p 系统的工艺数据是分散在各个工艺卡片当中的，很难做到对工 艺数据的集中管理。 ( 4 ) 、采用“所见所得”的交互式填表方式加工艺数据管理、集成 的综合式c a p p 系统。此类系统的填表方式更符合工艺设计人员的工作习 惯，便于与企业的p d m 系统集成，管理产品的工艺数据，并为m r p 、m i s 等系统提供有效的生产和管理用的工艺数据。 1 5 3 企业选择o a p p 的基本要求 c a p p 系统的实施应能提高工艺设计的质量，缩短生产准备周期，并 将工艺设计人员从大量繁琐、重复的劳动中解放出来，适应于目前企业 生产情况。开发c a p p 系统应满足以下基本要求： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第6 页 研究阶段，而无法应用到实际当中。目前c a p p 当中的a 是辅助( a i d e d ) 而不是自动化( a u t o m a t i c ) 。 误区之二：认为c a p p 只是解决工艺卡片的填写和生成，而不注重 工艺数据的管理 工艺卡片的填写和生成是c a p p 系统必须要解决的问题，但在计算 机集成制造系统中，c a p p 是连接c a d 与c a m 之间的桥梁与纽带。集成化 的c a p p 系统应能直接接收c a d 的零件信息，进行工艺规划，生成有关的 工艺文件，并以工艺设计的结果和零件信息依据，经过适当的后置处理， 生成n c 程序，从而实现c a d c a p p c a m 的系统的集成，其核心是数据库。 因此，c a p p 系统必须能够生成工艺数据并进行管理而不只是完成工艺卡 片的填写。 1 5 2 企业应用c a p p 的主要方式 目前，国内企业应用c a p p 技术主要有以下几种方式： ( 1 ) 、使用w o r d 、e x c e l 、a u t o c a d 或二次开发的c a p p 系统。此类 c a p p 系统所生成的工艺文件是以文本文件的形式存在的，无法生成工艺 数据，更谈不上工艺数据的管理。 ( 2 ) 、常规的数据库管理系统，如工艺卡片使用v i s u a lf o x p r o 的 f o r m 、r e p o r t 输出或在a u t o c a d 上绘制卡片的c a p p 系统。此类c a p p 系 统所生成的工艺卡片是由程序设计生成的，工艺卡片的填写无法实现所 见所得，如果企业的卡片形式需要更新的话就需要更改原程序。 ( 3 ) 、注重卡片的生成，但工艺数据的管理功能较弱的c a p p 系统。 此类c a p p 系统的工艺数据是分散在各个工艺卡片当中的，很难做到对工 艺数据的集中管理。 ( 4 ) 、采用“所见所得”的交互式填表方式加工艺数据管理、集成 的综合式c a p p 系统。此类系统的填表方式更符合工艺设计人员的工作习 惯，便于与企业的p d m 系统集成，管理产品的工艺数据，并为m r p 、m i s 等系统提供有效的生产和管理用的工艺数据。 1 5 3 企业选择o a p p 的基本要求 c a p p 系统的实施应能提高工艺设计的质量，缩短生产准备周期，并 将工艺设计人员从大量繁琐、重复的劳动中解放出来，适应于目前企业 生产情况。开发c a p p 系统应满足以下基本要求： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第6 页 研究阶段，而无法应用到实际当中。目前c a p p 当中的a 是辅助( a i d e d ) 而不是自动化( a u t o m a t i c ) 。 误区之二：认为c a p p 只是解决工艺卡片的填写和生成，而不注重 工艺数据的管理 工艺卡片的填写和生成是c a p p 系统必须要解决的问题，但在计算 机集成制造系统中，c a p p 是连接c a d 与c a m 之间的桥梁与纽带。集成化 的c a p p 系统应能直接接收c a d 的零件信息，进行工艺规划，生成有关的 工艺文件，并以工艺设计的结果和零件信息依据，经过适当的后置处理， 生成n c 程序，从而实现c a d c a p p c a m 的系统的集成，其核心是数据库。 因此，c a p p 系统必须能够生成工艺数据并进行管理而不只是完成工艺卡 片的填写。 1 5 2 企业应用c a p p 的主要方式 目前，国内企业应用c a p p 技术主要有以下几种方式： ( 1 ) 、使用w o r d 、e x c e l 、a u t o c a d 或二次开发的c a p p 系统。此类 c a p p 系统所生成的工艺文件是以文本文件的形式存在的，无法生成工艺 数据，更谈不上工艺数据的管理。 ( 2 ) 、常规的数据库管理系统，如工艺卡片使用v i s u a lf o x p r o 的 f o r m 、r e p o r t 输出或在a u t o c a d 上绘制卡片的c a p p 系统。此类c a p p 系 统所生成的工艺卡片是由程序设计生成的，工艺卡片的填写无法实现所 见所得，如果企业的卡片形式需要更新的话就需要更改原程序。 ( 3 ) 、注重卡片的生成，但工艺数据的管理功能较弱的c a p p 系统。 此类c a p p 系统的工艺数据是分散在各个工艺卡片当中的，很难做到对工 艺数据的集中管理。 ( 4 ) 、采用“所见所得”的交互式填表方式加工艺数据管理、集成 的综合式c a p p 系统。此类系统的填表方式更符合工艺设计人员的工作习 惯，便于与企业的p d m 系统集成，管理产品的工艺数据，并为m r p 、m i s 等系统提供有效的生产和管理用的工艺数据。 1 5 3 企业选择o a p p 的基本要求 c a p p 系统的实施应能提高工艺设计的质量，缩短生产准备周期，并 将工艺设计人员从大量繁琐、重复的劳动中解放出来，适应于目前企业 生产情况。开发c a p p 系统应满足以下基本要求： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第7 页 满足企业现有产品实现计算机辅助工艺规程设计要求； 在“所见即所得”的界面中围绕产品结构给每个零部件编制工 艺路线、工艺过程、工序等工艺文件，完成材料定额和工时定额的计算； 满足工艺设计习惯：自动换行、自动续页、自动增删页、自动编号、自 动编排页次等；连续浏览及选页操作；符合w i n d o w s 的操作习惯； 可以采用常用c a d 系统完成工艺简图的绘制与管理； 支持w i n d o w s 打印设备。支持排版输出： 总结、管理及利用工艺知识和经验。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第8 页 第二章该系统的需求分析 2 1 系统开发背景 基于管理的c a p p 系统是为满足洛阳机车厂机加工系统的工艺编制 需求而研制开发的。 洛阳机车厂是原铁道部的机车修理工厂，主要修理蒸汽机车和内燃 机车，机车修理所需的配件主要靠自制。工厂的配件加工系统包括铸、 锻、热处理、机加等几个车间，具有完整的机加工体系。铁路机车配件 具有较强的通用性和相似性，很适合应用c a p p 系统来编制工艺文件。 1 9 9 2 年开始，洛阳机车厂就与原成都科技大学建立了协助关系，共同开 发c a p p 系统。 洛阳机车厂c a p p 系统开发经历了几个阶段： 第一阶段，基于d o s 平台的综合式系统 该系统采用派生式和创成式相结合的综合模式，引进人工智能技术 建立c a p p 专家系统。以相似论为指导，从总结工厂经验入手，从零件总 体出发，按组制定工艺决策规则，建立知识库。程序结构采用零件信息 库、工艺知识库和推理机三者分离形式，用推理和控制策略自动生成工 艺。系统采用由工序图决策规则和推理方式生成工序图数据，参数化绘 图程序调用生成的数据自动生成符合要求的工序图。参数化绘图程序采 用a u t o c a d 的开发语言a u t o l i s p 编写。 但由于规则的编写量很大，调试困难，且基层工作人员对c a p p 系 统的功能在概念上存在误区，认为c a p p 系统的功能就是在输入零件的信 息后，系统自动地生成完全适用的工艺。忽略了计算机只是个工具的概 念，所以此系统在基层应用并不好。 第二阶段，基于w i n d o w s 平台的派生式系统。 基于w i n d o w s 平台的派生式系统是面向用户需求开发，该系统功能 比较完善，给基层单位提供了一个良好的工艺编辑器，满足了工艺文件 编制的需求。但该系统对工艺文件的查阅不直观，工艺数据以文本方式 存放，不利于对工艺参数的统计，所以此系统也没有得到很好的普及应 用。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文 第8 页 第二章该系统的需求分析 2 1 系统开发背景 基于管理的c a p p 系统是为满足洛阳机车厂机加工系统的工艺编制 需求而研制开发的。 洛阳机车厂是原铁道部的机车修理工厂，主要修理蒸汽机车和内燃 机车，机车修理所需的配件主要靠自制。工厂的配件加工系统包括铸、 锻、热处理、机加等几个车间，具有完整的机加工体系。铁路机车配件 具有较强的通用性和相似性，很适合应用c a p p 系统来编制工艺文件。 1 9 9 2 年开始，洛阳机车厂就与原成都科技大学建立了协助关系，共同开 发c a p p 系统。 洛阳机车厂c a p p 系统开发经历了几个阶段： 第一阶段，基于d o s 平台的综合式系统 该系统采用派生式和创成式相结合的综合模式，引进人工智能技术 建立c a p p 专家系统。以相似论为指导，从总结工厂经验入手，从零件总 体出发，按组制定工艺决策规则，建立知识库。程序结构采用零件信息 库、工艺知识库和推理机三者分离形式，用推理和控制策略自动生成工 艺。系统采用由工序图决策规则和推理方式生成工序图数据，参数化绘 图程序调用生成的数据自动生成符合要求的工序图。参数化绘图程序采 用a u t o c a d 的开发语言a u t o l i s p 编写。 但由于规则的编写量很大，调试困难，且基层工作人员对c a p p 系 统的功能在概念上存在误区，认为c a p p 系统的功能就是在输入零件的信 息后，系统自动地生成完全适用的工艺。忽略了计算机只是个工具的概 念，所以此系统在基层应用并不好。 第二阶段，基于w i n d o w s 平台的派生式系统。 基于w i n d o w s 平台的派生式系统是面向用户需求开发，该系统功能 比较完善，给基层单位提供了一个良好的工艺编辑器，满足了工艺文件 编制的需求。但该系统对工艺文件的查阅不直观，工艺数据以文本方式 存放，不利于对工艺参数的统计，所以此系统也没有得到很好的普及应 用。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第9 页 经历了两个系统的开发和应用过程后，经对前两个系统不能很好地 应用进行了认真地思考和总结，认为原因主要有以下几方面： l 、追求自动化，认为计算机可以完全代替人，这是c a p p 系统开发 应该避免的地方。正如论文前面所叙述的那样，c a p p 的概念应是计算机 辅助工艺规程设计，而不是计算机自动工艺设计，在这个过程中，计算 机仅仅是工艺人员设计工艺的工具，只是对手工设计工艺中的重复性劳 动进行了代替，但人的主观能动性工作是计算机不能代替的。 2 、只注重工艺文件的编制，忽视了对工艺文件的管理。在实际工 作中，对工艺的查询、管理是一项十分重要的工作，如何快速地根据需 要查找出所需的工艺文件，提高工作效率，有时显得尤为重要。特别是 对一个部件中几个零件所用到的工装、量具、刀具等设施的统计，以提 前做好加工工作的准备。这都涉及到c a p p 系统对工艺的管理功能。 通过分析，我们认为，如果能在原w i n d o w s 平台c a p p 系统的基础 上添加工艺管理功能，就更能满足基层单位编制工艺的需求。我们称这 种添加了管理功能的c a p p 系统为基于管理的c a p p 系统。 2 2 系统的功能要求 基于管理的c a p p 系统一方面要具备编制加工工艺的各项功能，还 要能够完成对工艺的管理和各项工艺参数的统计。其功能具体如下： 1 、能够以“所见即所得”的方式完成工艺过程卡和工序图卡的编 辑；能够实现自动换行和公差的上下标注；能够实现粗糙度和形位公差 的标注；利用o l e 技术实现工序图的编辑； 2 、能够以零件图号、零件名称或编辑者为索引对工艺文件进行检 索；能够以产品名称、零件名称为索引对工艺文件中的刀具、量具、工 装等参数进行统计； 3 、以工艺卡片( 过程卡、工序卡、工序图卡、检查卡等) 和统计 卡片的形式输出工艺文件； 4 、能够实现对工艺文件的查询和对工艺参数的统计，并能输出统 计报表。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第9 页 经历了两个系统的开发和应用过程后，经对前两个系统不能很好地 应用进行了认真地思考和总结，认为原因主要有以下几方面： l 、追求自动化，认为计算机可以完全代替人，这是c a p p 系统开发 应该避免的地方。正如论文前面所叙述的那样，c a p p 的概念应是计算机 辅助工艺规程设计，而不是计算机自动工艺设计，在这个过程中，计算 机仅仅是工艺人员设计工艺的工具，只是对手工设计工艺中的重复性劳 动进行了代替，但人的主观能动性工作是计算机不能代替的。 2 、只注重工艺文件的编制，忽视了对工艺文件的管理。在实际工 作中，对工艺的查询、管理是一项十分重要的工作，如何快速地根据需 要查