我國CAPP技術的研究和應用起于二十世紀八十年代初，至今已有近20年的歷史了。目前，國內(nèi)商品化的CAPP軟件已很多，但真正實用、并滿足企業(yè)各層次應用的CAPP軟件卻很少。1995-1999年的5年間，我國CAD技術的推廣應用取得了很大的經(jīng)濟和社會效益；但同時也有不少的企業(yè)，特別是實施CAD技術較早的企業(yè)，因為對CAD技術的認識不夠，片面地強調“甩圖板”，沒有充分認識到“CAD是企業(yè)信息化建設的基礎”，使企業(yè)的CAD深化應用受到限制。
筆者在1999-2000年對國內(nèi)CAPP技術情況、CAPP市場情況及企業(yè)CAPP應用情況進行了調研，發(fā)現(xiàn)情況與95/96年的CAD非常相似。CAPP的需求傾向于兩個極端：極端之一是盲目追求工藝設計的“自動化”；另一個極端是片面追求工藝設計的“放鋼筆，甩手冊”。2000年是“企業(yè)信息化建設年”，CAPP作為“企業(yè)信息化建設的龍頭和核心”對“企業(yè)信息化建設”的成敗起關鍵的作用。企業(yè)必須實實在在地把CAD、CAPP等單項技術應用好，為企業(yè)信息化建設準備好集成的數(shù)據(jù)，才可以實施集成化技術（PDM、ERP等），否則會造成以后的無法集成而形成一個個信息孤島。本講圍繞這些問題探討CAPP的功能需求和開發(fā)模式，希望企業(yè)在CAPP選型時能有一個有益的參考。
一、CAPP系統(tǒng)功能需求
（一）原則
1.安裝簡便、人機界面友好的CAPP系統(tǒng)。
2.實用性強的CAPP系統(tǒng)。
3.開放性好的CAPP。
4.柔性。企業(yè)歡迎的CAPP系統(tǒng)應具有較好的柔性，能適應企業(yè)不同的產(chǎn)品和生產(chǎn)要求，能滿足不同的經(jīng)營目標和生產(chǎn)計劃方案。
5.能滿足集成要求。集成化發(fā)展是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢，也是CAPP系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，因此必須注意CAPP系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結構能否滿足集成要求。
6.CAPP系統(tǒng)要考慮國內(nèi)企業(yè)的管理模式設計習慣。
（二）基本需求
1.滿足企業(yè)所有專業(yè)的工藝設計要求。
2.所有專業(yè)統(tǒng)一的應用環(huán)境、統(tǒng)一的工藝數(shù)據(jù)結構。
3.交互設計
1）在“100%所見及所得”的界面中圍繞產(chǎn)品結構給每個零部件編制：工藝路線、工藝過程、工序等工藝文件。完成材料定額和工時定額的計算。
2）能夠描述工藝路線、工藝過程、工序之間的關系，支持“自上而下”或“自下而上”的工藝設計模式。
3）滿足工藝設計習慣：自動換行、自動續(xù)頁、自動增刪頁、自動編號、自動編排頁次等；連續(xù)瀏覽及選頁操作。
4）符合WINDOWS的操作習慣。能夠集成標準WINDOWS程序。
5）把國標符號及用戶自定義符號作為工藝內(nèi)容的一部分進行使用，支持對符號含義及數(shù)值的查詢。
6）可以采用任何CAD系統(tǒng)完成工藝簡圖的繪制與管理。
A.工藝簡圖需要采用CAD技術繪制。
B.工藝簡圖是工藝數(shù)據(jù)的一部分。對工藝文件而言作用只有一個：顯示。
C.工藝簡圖需要在CAM中使用，它必須符合流行的國際標準格式。
7）對工藝文件的操作前支持瀏覽。支持在其它系統(tǒng)中瀏覽工藝文件。
8）支持任意WINDOWS打印設備。支持排版輸出。
4.總結、管理及利用工藝知識和經(jīng)驗
1）工藝術語維護和利用：規(guī)范企業(yè)工藝用語。
2）工藝知識維護和利用：甩掉工藝設計手冊。
3）分層次維護和利用企業(yè)工藝經(jīng)驗：將成熟的工藝設計經(jīng)驗和數(shù)據(jù)動態(tài)儲存和利用，使CAPP系統(tǒng)在使用中逐漸成為企業(yè)的工藝專家。
4）必須智能化（開放的推理、過濾、查詢機制）使用以上知識和經(jīng)驗。
5.總結、管理及利用歷史工藝文件
1）標準/典型工藝的存儲和利用。
2）可以構造自己的成組編碼系統(tǒng)，并與標準/典型工藝結合使用。
3）支持按產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)查詢歷史工藝文件。
4）支持工藝文件的歸檔、定型工作。
（三）企業(yè)管理的需求
1.必須提供完整的安全機制。CAPP系統(tǒng)中任意功能的使用、數(shù)據(jù)的讀寫等操作根據(jù)權限系統(tǒng)完成。
2.相關企業(yè)標準升級后，CAPP系統(tǒng)應能適應這種變化。如：企業(yè)工藝格式標準修改（描述某工藝的數(shù)據(jù)增加和減少、或表現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的卡片外觀被修改）后，CAPP系統(tǒng)應能支持新的標準，并且舊標準的工藝文件應能自動升級為新標準的工藝文件或者新舊標準的工藝文件共存。否則造成的損失是無法估計的！
（四）集成化需求
1.有效利用企業(yè)制造資源數(shù)據(jù)
1）可以利用企業(yè)已建立的MIS系統(tǒng)中的資源數(shù)據(jù)，如：設備管理信息系統(tǒng)中的設備、工裝管理信息系統(tǒng)中的工裝、企業(yè)組織機構中的部門信息、人事管理系統(tǒng)中的人員等等。
2）必須智能化（開放的推理、過濾、查詢機制）使用企業(yè)的任意資源數(shù)據(jù)。
2.給管理部門及時提供有效的工藝BOM數(shù)據(jù)
1）可以對產(chǎn)品、零部件或工藝文件進行自動統(tǒng)計匯總工作，自動生成各種報表（屬于工藝文件的組成部分）。
2）可以將統(tǒng)計匯總結果直接傳遞給其它管理系統(tǒng)、或存儲為指定格式的中間數(shù)據(jù)庫文件供其它系統(tǒng)或部門使用。
3）其它系統(tǒng)也可以直接從工藝數(shù)據(jù)庫中提取相關的工藝數(shù)據(jù)。
3.充分利用CAD成果
1）利用CAD的產(chǎn)品結構信息。
2）利用CAD的產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)。
3）利用CAD的圖檔。
4.提供CAM圖形、管理CAM結果
CAM是與CAPP完全不同的技術，但CAM的原始數(shù)據(jù)--工藝圖和結果--設計方案和NC代碼是工藝數(shù)據(jù)的重要組成部分。
1）利用CAPP的工藝圖。
2）管理CAM方案。
3）管理CAM的NC代碼。
5.可與流行的PDM系統(tǒng)無縫集成
1）可以集成到PDM系統(tǒng)中工作。
2）共享PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和權限數(shù)據(jù)。
3）支持在PDM系統(tǒng)中瀏覽、打印、批注工藝文件。
4）按PDM進行工藝文件的版本控制。
5）按PDM進行工藝設計的流程作業(yè)。
6.可傳遞工藝數(shù)據(jù)給MRPII、ERP等管理系統(tǒng)或這些系統(tǒng)直接從CAPP的工藝數(shù)據(jù)庫中提取所需數(shù)據(jù)。
（五）專業(yè)化需求
1.構造特定專業(yè)的知識和經(jīng)驗數(shù)據(jù)。
2.二次開發(fā)特定的功能。
3.二次開發(fā)特定專業(yè)、零件、工藝文件類型的參數(shù)化CAPP。
4.二次開發(fā)特定專業(yè)的智能化專家CAPP。
5.二次開發(fā)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
二、CAPP系統(tǒng)開發(fā)模式
（一）我國CAPP技術發(fā)展歷程
1.第一代產(chǎn)品：1982-1995期間--基于智能化和專家系統(tǒng)思想開發(fā)的CAPP系統(tǒng)
此類CAPP系統(tǒng)片面強調工藝設計的自動化，但因工藝設計的特點決定了自動化的CAPP系統(tǒng)存在很大的局限性，無法滿足企業(yè)對通用CAPP系統(tǒng)平臺的需求。近年來，以自動化為唯一目標的CAPP研究開發(fā)狀況已經(jīng)使人們對CAPP研究與開發(fā)現(xiàn)狀產(chǎn)生懷疑。到目前為止國內(nèi)尚沒有真正商品化的CAPP專家系統(tǒng)問世，很多研究機構已停止了此種模式的開發(fā)。
2.第二代產(chǎn)品：1995-目前--基于低端數(shù)據(jù)庫（FoxPro等）開發(fā)的CAPP系統(tǒng)。
這一類CAPP軟件已經(jīng)注意到CAPP需要以工藝數(shù)據(jù)為對象解決企業(yè)的工藝設計問題，而不應該以卡片（一般的解決途徑是采用CAD技術，是一個文件系統(tǒng)）為基礎。
基于FoxPro等低端數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)和生成的數(shù)據(jù)都是基于數(shù)據(jù)庫的，但因為開發(fā)技術所限很難做到“所見所得”，系統(tǒng)的實用性很差。因此工藝卡片的生成是由程序來完成或是在CAD中生成。其優(yōu)點具備了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點，符合工藝數(shù)據(jù)管理的特點，但因為不是交互式設計方式，不能作為平臺類軟件，實用性不強，推廣和使用受到了很大的限制。作為商品化軟件，大部分商業(yè)軟件公司已放棄了此種開發(fā)模式。
另外，近幾年以中高端數(shù)據(jù)庫為平臺開發(fā)了一些CAPP系統(tǒng)，但因為開發(fā)技術和實力所限一直沒有實用化。
3.第三代產(chǎn)品：1996-目前--基于AutoCAD或自主圖形平臺開發(fā)的CAPP系統(tǒng)。
為了解決基于FoxPro等低端數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)實用性差的缺點，一些CAD軟件公司采用CAD技術開發(fā)了一些CAPP系統(tǒng)，她解決了實用性問題，但卻忽視了最根本的問題：工藝是以相關的數(shù)據(jù)為對象的，而不是以卡片（圖形數(shù)據(jù)）為對象的。
此類CAPP是基于文件系統(tǒng)的CAD技術開發(fā)的，特別是自主CAD平臺軟件，文件格式采用了非標準的自定義格式，信息的交換存在嚴重的問題。工藝文件作為圖形信息保存，描述的是工藝文件的圖形拓撲關系，其數(shù)據(jù)是分散在各個卡片中的，很難集中管理，且它的集成和二次開發(fā)必須依賴自身的系統(tǒng)。
4.第四代產(chǎn)品：1998-目前--綜合式平臺類CAPP系統(tǒng)
此類系統(tǒng)完全基于數(shù)據(jù)庫，采用交互式設計方式滿足實用化要求，同時注重數(shù)據(jù)的管理與集成，它集中了第2、第3兩代系統(tǒng)的優(yōu)點，是國內(nèi)外CAPP學者公認的最佳開發(fā)模式，開放的體系結構同時滿足了特定企業(yè)特定專業(yè)的智能化專家系統(tǒng)的二次開發(fā)的需要。
天河THCAPP2000是此類系統(tǒng)的典型代表。
（二）為什么CAPP系統(tǒng)必須基于數(shù)據(jù)庫
CAPP系統(tǒng)圍繞工藝數(shù)據(jù)來解決企業(yè)的工藝設計問題。CAPP系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量工藝數(shù)據(jù)要提供給設備部門、勞資部門、生產(chǎn)部門、財務部門等等。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)是致關重要的。而作為工藝數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式的工藝卡片應該是可以改變、可有、可無的。作為企業(yè)信息化建設中的一部分，CAPP應從設計、管理、集成等多方面來解決企業(yè)的工藝設計問題。
1、何謂真正基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)
真正基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)，不是簡單地把一些企業(yè)資源數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。重要的是必須：
1）描述企業(yè)工藝設計各專業(yè)的工藝數(shù)據(jù)類型（數(shù)據(jù)字段）要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
2）表現(xiàn)企業(yè)各專業(yè)工藝數(shù)據(jù)的卡片要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
3）系統(tǒng)生成的工藝文件要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
4）工藝文件中的工藝數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
5）供其它系統(tǒng)使用的工藝BOM數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
6）典型/標準工藝要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
7）供其它系統(tǒng)瀏覽、打印的工藝文件圖象數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
8）CAPP的權限數(shù)據(jù)要存儲在數(shù)據(jù)庫中；
2、從工藝設計的對象講：
CAD研究的對象是圖形；CAPP的研究對象是工藝數(shù)據(jù)，各種工藝文件之間及各種工藝數(shù)據(jù)之間都是有關系的，這正好用關系型數(shù)據(jù)庫來表達。關系型數(shù)據(jù)庫技術是數(shù)據(jù)庫技術的主流，是當前數(shù)據(jù)庫技術的國際標準。
3、從二次開發(fā)的角度講：
工藝設計過程中，目前所有的CAPP系統(tǒng)在功能上（工藝文件的填寫、編輯、管理功能）沒有本質的區(qū)別，甚至用純粹的圖形平臺（如AutoCAD）也能完成這部分工作。對于企業(yè)工藝設計、管理的實際要求來說，僅僅實現(xiàn)這些功能是遠遠不夠的，必須由用戶按照實際情況進行相應的二次開發(fā)。數(shù)據(jù)庫編程是目前最流行、最通用、最簡單、最實用的編程技術，一般的工藝技術人員學習幾天就可以對其進行編程。
4、從系統(tǒng)管理的角度講：
企業(yè)實施CAPP系統(tǒng)的根本目的是為企業(yè)管理系統(tǒng)實時地、動態(tài)地提供正確的、有效的工藝數(shù)據(jù)，也就是說，要滿足企業(yè)信息化建設對集成的要求。應允許管理系統(tǒng)在不進入CAPP系統(tǒng)的前提下直接訪問工藝數(shù)據(jù)庫，如PDM、ERP、MIS等系統(tǒng)應可以直接讀取工藝數(shù)據(jù)。
CAPP是企業(yè)信息化建設的龍頭和關鍵，工藝數(shù)據(jù)是指導企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的依據(jù)，CAPP要為企業(yè)信息化建設的其它系統(tǒng)（如AMS、PDM、MIS、MRPII、財務系統(tǒng)、ERP等）提供基礎數(shù)據(jù)，而這些系統(tǒng)都是基于關系型數(shù)據(jù)庫的，因此CAPP系統(tǒng)必須是基于關系型數(shù)據(jù)庫的，否則就談不上數(shù)據(jù)的無縫和動態(tài)集成。
5、從企業(yè)投資風險講：
基于特定文件格式的文件系統(tǒng)CAPP的二次開發(fā)需要由軟件供應商進行，受到軟件供應商的制約，存在著極大的風險，這個問題在前幾年微機CAD、CAPP技術的實施過程當中就已經(jīng)暴露出來了，應當引起企業(yè)的高度重視。
基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)的二次開發(fā)不必依賴于軟件供應商，大中型企業(yè)計算中心和工藝部門的相關人員采用主流的開發(fā)工具與技術就可開發(fā)、維護適合企業(yè)情況的更加智能化的CAPP系統(tǒng)，從根本上保護用戶的投資。
6、從軟件設計的角度講：
采用標準的關系型數(shù)據(jù)庫技術，是當前和今后軟件編程技術的主流。
前幾年的CAPP系統(tǒng)尤其是從DOS系統(tǒng)移植到WINDOWS的CAPP系統(tǒng)，因為軟件開發(fā)技術的限制，不可能開發(fā)出實用化的基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)。近兩年來WINDOWS編程技術日益成熟，基于DCOM/CORBA等軟件接口技術的完善，為開發(fā)實用化的基于數(shù)據(jù)庫的CAPP系統(tǒng)提供了手段。而且目前國內(nèi)外流行的企業(yè)信息系統(tǒng)都是采用DCOM/CORBA接口標準開發(fā)的，只有這樣才能保證企業(yè)信息化建設的各種系統(tǒng)能夠無縫集成，否則企業(yè)信息系統(tǒng)的各分系統(tǒng)就有可能成為相互獨立的信息孤島。
7、從CAPP技術的發(fā)展方向講：
根據(jù)CAPP及集成技術的發(fā)展和企業(yè)對CAPP應用需求，CAPP業(yè)界認為，CAPP的集成與應用應從以零組件為主體對象的局部集成和應用走向以整個產(chǎn)品為對象的全面集成與應用，CAPP的集成化應是一個多層次、分階段應用與集成的漸進發(fā)展過程。其目標是：全面實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品工藝設計和管理的計算機化和信息化，并逐步實現(xiàn)與PDM、MIS等系統(tǒng)對產(chǎn)品工藝信息的全面集成和產(chǎn)品設計、工藝設計、生產(chǎn)計劃調度的全過程集成。
隨著CAD/CAM、PDM、MIS、MRPII、ERP、CIMS、CE等技術的發(fā)展和廣泛應用，人們從集成的角度來認識CAPP的地位和作用，集成化成為CAPP應用的方向。CAPP集成化的基礎是CAPP的信息集成，開放式、分布式網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是CAPP集成化應用的支撐環(huán)境 。
CAPP應用的規(guī)劃與建設中，必須考慮CAPP系統(tǒng)的開放性、適用性及先進性，以適應企業(yè)信息集成的需求。面向產(chǎn)品信息共享的CAPP工藝數(shù)據(jù)是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重要組成部分，也是企業(yè)生產(chǎn)信息的匯集處。因此，CAPP不僅是PDM、MIS等的數(shù)據(jù)來源之一，也是CIMS中產(chǎn)品設計制造和生產(chǎn)經(jīng)營管理實現(xiàn)信息集成的關鍵性環(huán)節(jié)。
以集成化為方向，采用基于數(shù)據(jù)定義的工藝設計技術，通過分布式網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫，可廣泛與MIS、PDM、CAD等進行集成。
（三）第四代CAPP系統(tǒng)的體系
圖1 第四代CAPP系統(tǒng)的體系
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本文標題：ERP/CAPP系統(tǒng)的功能及開發(fā)模式
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