本文根據(jù)CAPP的發(fā)展,通過分析當前制造業(yè)企業(yè)在CAPP應用中存在的不足和問題,探討工業(yè)化后的CAPP技術的發(fā)展趨勢和主要的技術突破方向。
一、CAPP發(fā)展簡述
自從1965年Niebel首次提出CAPP思想,迄今30多年,CAPP領域的研究得到了極大的發(fā)展,期間經歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式、混合式、專家系統(tǒng)、工具系統(tǒng)等不同的發(fā)展階段,并涌現(xiàn)了一大批CAPP原型系統(tǒng)和商品化的CAPP系統(tǒng)。
在CAPP工具系統(tǒng)出現(xiàn)以前,CAPP的目標一直是開發(fā)代替工藝人員的自動化系統(tǒng),而不是輔助系統(tǒng),即強調工藝設計的自動化和智能化。但由于工藝設計領域的個性化、復雜性,工藝設計理論多是一些指導性原則、經驗和技巧,因此讓計算機完全替代工藝人員進行工藝設計的愿望是良好的,但研究和實踐證明非常困難,能夠部分得到應用的至多是一些針對特定行業(yè)、特定企業(yè)甚至是特定零件的專用CAPP系統(tǒng),還沒有能夠真正大規(guī)模推廣應用的實用的CAPP系統(tǒng)。
在總結以往經驗教訓的基礎上, 開目公司在國內率先提出了CAPP工具化的思想:CAPP是將工藝人員從許多工藝設計工作中解脫出來的一種工具;自動化不是CAPP唯一的目標;實現(xiàn)CAPP系統(tǒng)的以人為本的宜人化的操作、高效的工藝編制手段、工藝信息自動統(tǒng)計匯總、與CAD/ERP/PDM系統(tǒng)的信息集成、具有良好的開放性與集成性是工具化 CAPP系統(tǒng)研究和推廣應用的主要目標。
工具化CAPP的思想在商業(yè)上獲得了極大的成功,使得CAPP真正從實驗室走向了市場和企業(yè)。借助于工具化的CAPP系統(tǒng),上千家的企業(yè)實現(xiàn)了工藝設計效率的提升,促進了工藝標準化建設,實現(xiàn)了與企業(yè)其它應用系統(tǒng)CAD/PDM/ERP等的集成,有力地促進了企業(yè)信息化建設。
工具化CAPP以后,CAPP如何發(fā)展?在探討這個問題之前,不妨分析一下目前CAPP應用中存在的不足和問題。
二、當前CAPP應用中存在的不足與問題
1、應用范圍偏窄。
目前絕大多數(shù)企業(yè),CAPP的應用集中在機械加工工藝的設計,CAPP在企業(yè)的應用缺乏應有的廣度。實際上,產品在整個生命周期內的工藝設計通常涉及到產品裝配工藝、機械加工工藝、鍛造工藝、鈑金沖壓工藝、焊接工藝、熱表處理工藝、毛坯制造工藝等各類工藝設計。CAPP應用應從以零組件為主體對象的局部應用走向以整個產品為對象的全生命周期的應用,實現(xiàn)產品工藝設計與管理的一體化,建立企業(yè)級的工藝信息系統(tǒng)。
2、應用水平偏淺。
目前絕大部分企業(yè)CAPP的應用停留在工藝卡片的編輯、工藝信息的統(tǒng)計匯總、工藝流程和權限的管理與控制方面,有效地提高了工藝設計的效率和標準化水平,這是CAPP應用的基礎。但CAPP應用的深度還不夠,還不能有效地總結行業(yè)工藝 “設計經驗”和“設計知識”,從根本上解決企業(yè)有經驗的工藝師匱乏的問題。目前通用的CAPP 系統(tǒng)還無法實現(xiàn)對工藝知識的總結、積累和應用,如何提高CAPP系統(tǒng)的知識水平,實現(xiàn)CAPP的有限智能,是企業(yè)關心的問題,也是CAPP軟件廠商需要考慮的問題。解決了工藝設計效率、標準化、集成的問題,下一步如何幫助企業(yè)總結工藝知識和經驗是CAPP應用的關鍵。
3、基于三維CAD的工藝設計與管理。
隨著三維CAD在國內制造業(yè)的廣泛推廣應用,三維CAD在不遠的將來會成為我國企業(yè)產品設計的主流設計工具。隨著設計手段的變革,工藝設計跟著需要變革。工藝如何和三維CAD進行集成,工藝如何基于三維CAD進行加工工藝設計和裝配工藝設計等等,目前在很多企業(yè)都有迫切的需求?,F(xiàn)階段,CAPP的應用基本上基于二維CAD進行,與三維CAD的集成應用還處于起步階段,有待研究和突破。
4、CAPP系統(tǒng)與其它應用系統(tǒng)的集成。
工藝是設計和制造的橋梁,工藝的數(shù)據(jù)是產品全生命周期中最重要的數(shù)據(jù)之一,工藝數(shù)據(jù)同時是企業(yè)編排生產計劃、制定采購計劃、生產調度的重要基礎數(shù)據(jù),在企業(yè)的整個產品開發(fā)及生產中起著重要的作用。CAPP需要與企業(yè)的各種應用系統(tǒng)進行集成,包括CAD/PDM/ERP/MES等等。由于不少企業(yè)CAD、 CAPP、ERP的應用是分階段、不同時期應用的,目前還存在著信息的孤島,工藝數(shù)據(jù)的價值還沒有得到有效的發(fā)揮和利用。
5、CAPP與PDM中的管理功能的沖突。
近年來,隨著CAPP功能不斷擴展,一些CAPP系統(tǒng)逐漸增加了工藝管理的內容,包括權限管理、流程管理、更改管理,并在工藝部門得到了一些應用。隨著企業(yè)PDM的實施推廣應用,隨之帶來的不可忽視的問題是:CAPP自身的管理功能和PDM的管理功能發(fā)生了沖突。商品化的PDM系統(tǒng)本身提供了完善的角色權限管理、流程管理、任務管理等功能,因此CAPP的工藝管理功能已經與PDM中管理功能發(fā)生了沖突和矛盾,不僅造成了企業(yè)集成上的困惑,也造成了企業(yè)在信息化過程中的重復投資。
三、CAPP的發(fā)展趨勢
縱觀CAPP發(fā)展的歷程,可以看到CAPP的研究和應用始終圍繞著兩方面<