一、 CAPP在制造業(yè)的應(yīng)用

　　十六大把信息化建設(shè)提到了前所未有的高度，而制造業(yè)信息化是提高我國制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，使我國由制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國的必經(jīng)之途。CAPP在現(xiàn)代制造業(yè)中，具有重要的理論意義和廣泛迫切的實(shí)際需求。因?yàn)镃APP系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以提高工藝規(guī)程設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短技術(shù)準(zhǔn)備周期，為廣大工藝人員從繁瑣、重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來提供一條切實(shí)可行的途徑，使工藝人員可以更多地投入工藝試驗(yàn)和工藝攻關(guān);更重要的是工藝設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)是指導(dǎo)企業(yè)物資采購、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度、組織生產(chǎn)、資源平衡、成本核算等的重要依據(jù)，CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用將為企業(yè)信息化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　從1965年Niebel首次提出CAPP思想，至今已經(jīng)有40多年了，CAPP領(lǐng)域的研究得到了極大的發(fā)展，期間經(jīng)歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式、混合式等不同的發(fā)展階段。我國的CAPP研究和應(yīng)用起源于二十世紀(jì)八十年代，經(jīng)過了二十多年的發(fā)展，涌現(xiàn)了一大批CAPP原型系統(tǒng)和商品化的CAPP系統(tǒng)：

　　第一代產(chǎn)品：1982-1995/基于智能化專家系統(tǒng)思想開發(fā)的CAPP系統(tǒng)

　　作為學(xué)術(shù)研究是可以嘗試的，但想開發(fā)、推廣這種產(chǎn)品是注定要失敗的，因?yàn)檐浖_發(fā)商將開發(fā)CAPP的目標(biāo)定位于代替工藝人員的自動(dòng)化系統(tǒng)，而不是輔助系統(tǒng)，即過分強(qiáng)調(diào)工藝決策、編制的自動(dòng)化，則忽視了工藝工作的復(fù)雜性和個(gè)性化

　　第二代產(chǎn)品：1995-2000/基于低端數(shù)據(jù)庫(FoxPro等)開發(fā)的CAPP系統(tǒng)

　　重視了工藝是以數(shù)據(jù)為主要管理對(duì)象，但限于開發(fā)技術(shù)和開發(fā)工具，軟件實(shí)用性差，做不到“所見即所得”的編寫工藝，并且與基于大型數(shù)據(jù)庫的企業(yè)管理系統(tǒng)集成困難、數(shù)據(jù)難以利用。技術(shù)人員不喜歡用，管理人員也不愿意用。

　　第三代產(chǎn)品：1996-目前/基于AutoCAD或自主圖形平臺(tái)開發(fā)的CAPP系統(tǒng)

　　CAD是以圖形為研究、管理對(duì)象的，在CAD環(huán)境中開發(fā)CAPP系統(tǒng)顯然是錯(cuò)誤的，僅僅能夠完成工藝卡片的編制工作，大量的工藝數(shù)據(jù)很難提取、處理和共享，對(duì)企業(yè)其它部門效率的提高沒有貢獻(xiàn)，不關(guān)心企業(yè)信息化建設(shè)的小企業(yè)用用還是可以的

　　第四代產(chǎn)品：2000-目前/基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)、注重?cái)?shù)據(jù)的管理與集成的綜合式平臺(tái)類CAPP系統(tǒng)

　　綜合了前三代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和長處，代表了現(xiàn)代CAPP技術(shù)的主流發(fā)展方向。

　　以往企業(yè)在選擇商品化CAPP軟件時(shí)，往往存在這樣的誤區(qū)：

　　(1) 分追求自動(dòng)化

　　首先，工藝設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的復(fù)雜問題，所涉及的因素是大量的，而且是錯(cuò)綜復(fù)雜的，它涉及到零件信息、制造資源、工藝專家知識(shí)等眾多信息(數(shù)據(jù))的組織和管理，它不僅涉及到單純的數(shù)值運(yùn)算，也要處理圖象、字符、表格等復(fù)雜的數(shù)據(jù)，因此，CAPP系統(tǒng)的核心和難點(diǎn)都是數(shù)據(jù)的處理。其次，由于工藝設(shè)計(jì)對(duì)使用環(huán)境有著極大的依賴性，且工藝設(shè)計(jì)中許多工藝知識(shí)不具備精確的定義和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，許多問題是非確定性的，至今工藝設(shè)計(jì)仍處于經(jīng)驗(yàn)決策階段，這就導(dǎo)致工藝設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)性和經(jīng)驗(yàn)性。目前自動(dòng)化的CAPP能夠部分得到應(yīng)用的至多是針對(duì)特定行業(yè)、特定企業(yè)甚至是特定零件的專用CAPP系統(tǒng)。CAPP的理論研究目標(biāo)一直是開發(fā)代替工藝人員的自動(dòng)化系統(tǒng)，這種愿望是美好的，但卻無法真正實(shí)現(xiàn)和普及應(yīng)用。

　　(2) 僅僅強(qiáng)調(diào)工具化

　　CAPP系統(tǒng)不應(yīng)當(dāng)僅僅是解決工藝卡片填寫、實(shí)現(xiàn)工藝文件電子化的工具化軟件。CAPP系統(tǒng)的核心是圍繞工藝數(shù)據(jù)來解決企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)問題。CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量工藝數(shù)據(jù)要提供給設(shè)備部門、勞資部門、生產(chǎn)部門、財(cái)務(wù)部門等等。由這些管理部門依據(jù)工藝數(shù)據(jù)來安排和組織生產(chǎn)，因此在CAPP系統(tǒng)中工藝數(shù)據(jù)是致關(guān)重要的。而作為工藝數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的工藝卡片應(yīng)該是可以改變，可有、可無的。

　　經(jīng)過這么多年CAPP技術(shù)的發(fā)展和一些優(yōu)秀的商品化軟件的推廣及在企業(yè)的廣泛應(yīng)用，大家基本上對(duì)CAPP系統(tǒng)有了較深刻和統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)：作為企業(yè)信息化建設(shè)中的一部分，CAPP系統(tǒng)應(yīng)從設(shè)計(jì)、管理、集成等多方面來解決企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)問題;CAPP系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)更加注重工藝數(shù)據(jù)的管理和利用。因此選擇比較成熟的基于數(shù)據(jù)庫的，具有良好系統(tǒng)開放性的平臺(tái)類第四代CAPP產(chǎn)品已經(jīng)成為企業(yè)的共識(shí)。

　　二、 深化應(yīng)用的新特點(diǎn)

　　隨著計(jì)算軟、硬件技術(shù)的不斷提高，信息化在企業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛和深入，并且企業(yè)也在這個(gè)信息化的浪潮中慢慢的發(fā)生變化。CAM、CAPP、CRM、OA、HR、PDM、ERP等等系統(tǒng)帶給企業(yè)的不僅僅是軟件產(chǎn)品，更多的是對(duì)企業(yè)管理模式的影響或改變，并且企業(yè)的人員對(duì)信息化的認(rèn)識(shí)和對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的掌握也有了很多的提高。隨著信息化深化應(yīng)用，對(duì)CAPP系統(tǒng)的要求也出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)：

　　(1) 專業(yè)化、個(gè)性化

　　應(yīng)用了很多信息化軟件，企業(yè)人員對(duì)企業(yè)自身的認(rèn)識(shí)和對(duì)應(yīng)用軟件的認(rèn)識(shí)都有了很大程度的提高，并且在這些應(yīng)用實(shí)踐中，人員的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平也大幅度提高。在解決了基本工作的數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化之后，提供更加符合企業(yè)自身特點(diǎn)的專業(yè)化、個(gè)性化系統(tǒng)被企業(yè)越來越多的提出;

　　(2) 集成化、協(xié)同工作

　　在工作模式方面：網(wǎng)絡(luò)化的辦公環(huán)境已經(jīng)是企業(yè)的基本配置，因此企業(yè)中的人員已經(jīng)越來越習(xí)慣和適應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)的辦公環(huán)境，工作模式也從單機(jī)的工作模式，逐漸的向符合網(wǎng)絡(luò)辦公環(huán)境的模式發(fā)生改變：支持系統(tǒng)內(nèi)的“協(xié)同工作”、各部門的“協(xié)同工作”、支持任務(wù)流程、網(wǎng)絡(luò)化辦公和審簽，都是對(duì)提供技術(shù)服務(wù)的應(yīng)用軟件提出的新的要求。

　　在數(shù)據(jù)方面：應(yīng)用了很多系統(tǒng)之后，各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)集成和利用，不能形成信息孤島，已經(jīng)被企業(yè)越來越重視。

　　三、 CAPP深化應(yīng)用中存在的問題

　　CAPP應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)使用以后，隨著企業(yè)信息化不斷深入而出現(xiàn)的新特點(diǎn)，深化CAPP應(yīng)用還存在一些問題：

　　(1) 應(yīng)用水平偏淺的問題

　　目前絕大部分企業(yè)CAPP的應(yīng)用停留在工藝卡片的編輯、工藝信息的統(tǒng)計(jì)匯總、工藝流程和權(quán)限的管理與控制方面，有效地提高了工藝設(shè)計(jì)的效率和標(biāo)準(zhǔn)化水平，這是CAPP應(yīng)用的基礎(chǔ)。但CAPP應(yīng)用的深度還不夠，還不能有效地結(jié)合企業(yè)的工藝制造環(huán)境總結(jié)工藝的“設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)”和“設(shè)計(jì)知識(shí)”，來形成企業(yè)的“參數(shù)化”“自動(dòng)化”CAPP系統(tǒng)。如何在已有平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，提高CAPP系統(tǒng)的知識(shí)水平，實(shí)現(xiàn)CAPP的有限智能，是CAPP在企業(yè)深化應(yīng)用的一個(gè)方面。

　　(2) CAPP系統(tǒng)與其它應(yīng)用系統(tǒng)的集成問題

　　工藝是設(shè)計(jì)和制造的橋梁，工藝的數(shù)據(jù)是產(chǎn)品全生命周期中最重要的數(shù)據(jù)之一，工藝數(shù)據(jù)同時(shí)是企業(yè)編排生產(chǎn)計(jì)劃、制定采購計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在企業(yè)的整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)中起著重要的作用。CAPP需要與企業(yè)的各種應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，包括CAD/PDM/ERP/MES等等。由于不少企業(yè)CAD、CAPP、ERP的應(yīng)用是分階段、不同時(shí)期應(yīng)用的，目前還存在著信息的孤島，工藝數(shù)據(jù)的價(jià)值還沒有得到有效的發(fā)揮和利用。

　　四、 針對(duì)信息化發(fā)展，深化CAPP應(yīng)用的解決方案

　　面對(duì)出現(xiàn)的新問題，縱觀CAPP發(fā)展的歷程，可以看到深化CAPP應(yīng)用將有以下發(fā)展趨勢(shì)：

　　(1) 面向產(chǎn)品全生命周期的CAPP系統(tǒng)

　　由于在企業(yè)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)完全原創(chuàng)的項(xiàng)目很少，產(chǎn)品之間存在多種相關(guān)的聯(lián)系，包括繼承、派生、組合等等。CAPP的應(yīng)用是對(duì)產(chǎn)品中零部件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)服務(wù)，這與產(chǎn)品以及產(chǎn)品來源本身的工藝數(shù)據(jù)存在必然的聯(lián)系。這種聯(lián)系在日常的生產(chǎn)活動(dòng)中往往體現(xiàn)在企業(yè)的生產(chǎn)制造管理、產(chǎn)品編碼以及產(chǎn)品版本的設(shè)計(jì)發(fā)展所進(jìn)行的產(chǎn)品生命延續(xù)過程中，是一種符合產(chǎn)品全生命周期規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系因素。

　　CAPP的數(shù)據(jù)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重要組成部分，并且是諸多活動(dòng)的交匯點(diǎn)，比如：依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供產(chǎn)品信息，作工藝性評(píng)價(jià);給采購部門提供外購件、外協(xié)件明細(xì);給生產(chǎn)計(jì)劃提供MBOM、工藝輔料等;依據(jù)車間制造提供的制造資源，向車間制造提供工藝路線、工藝方法;工藝提供的工時(shí)定額、材料定額等信息，成本管理制定成本目標(biāo);依據(jù)質(zhì)量管理提供的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，工藝提供檢驗(yàn)方法;根據(jù)銷售管理提供的客戶訂單工藝要求，工藝提供可選配置產(chǎn)品等等。因此支持產(chǎn)品全生命周期的CAPP系統(tǒng)將是重要的發(fā)展方向。

　　(2) 集成化CAPP系統(tǒng)

　　企業(yè)實(shí)施CAPP技術(shù)的目的是為企業(yè)的信息化建設(shè)準(zhǔn)備準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)集成制造是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，作為集成系統(tǒng)中的一個(gè)單元技術(shù)，CAPP系統(tǒng)集成化是必然的。在并行工程思想的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的全面集成，進(jìn)一步的發(fā)揮CAPP在整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)中的信息中樞和功能調(diào)節(jié)作用，這包括：與產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)雙向的信息交換與傳送;與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效集成;與質(zhì)量控制系統(tǒng)建立內(nèi)在聯(lián)系等。

　　(3) 基于平臺(tái)、可重構(gòu)的CAPP系統(tǒng)

　　因?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)的“不一致性”，通用型的CAPP系統(tǒng)可以滿足大多數(shù)企業(yè)的大部分最基本的工藝設(shè)計(jì)要求，卻不能滿足企業(yè)特殊的需求，在信息化深化應(yīng)用，企業(yè)個(gè)性化要求日漸突出之后，基于平臺(tái)的可重構(gòu)的CAPP系統(tǒng)是深化應(yīng)用的另一個(gè)發(fā)展方向。為了能使CAPP系統(tǒng)在企業(yè)中更好的推廣應(yīng)用以及滿足企業(yè)的個(gè)性化要求，CAPP系統(tǒng)應(yīng)提供更好的開放性。在平臺(tái)型CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用戶可以通過友好的用戶界面根據(jù)本企業(yè)的情況輸入數(shù)據(jù)和知識(shí)，針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，形成面向特定的制造環(huán)境和工藝習(xí)慣的具體的CAPP系統(tǒng)。應(yīng)該提供一套完整的二次開發(fā)手段，使用戶可以進(jìn)行CAPP系統(tǒng)的二次開發(fā)，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行重構(gòu)，在開發(fā)平臺(tái)上構(gòu)造符合用戶需要的專業(yè)CAPP系統(tǒng)。從理論上講，它可以適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境，具有較好通用性和柔性;而且由于還具有二次開發(fā)能力，能適應(yīng)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生的較大的變化。