CAPP技术在制造业的发展与展望

引言

    信息化与经济全球化是当今社会发展的两大显著特点。随着科技的进步，计算机技术飞速发展，制造业的制造模式也发生了根本变化，计算机集成制造系统在制造业中的应用亦日益广泛。CAPP(Computer Aided Process Planning)是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件加工工艺过程。其实质是以计算机为辅助手段，解决产品制造过程中存在的有关材料、工装、过程等工艺问题，它是CAM和CAD之间的过渡环节，具体描述了产品在整个生产过程中（包括零件加工、产品装配等）相关的条件和过程，是产品制造必不可少的重要部分。

一、CAPP发展的历史发展和现状

    CAPP的研究工作源于二十世纪六十年代中期，在制造自动化领域，CAPP的发展是最迟的部分。世界上最早研究CAPP的国家是挪威，始于1966年，并于1969年推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS，并于1973年推出商品化的AUTOPROS系统。

    早期的CAPP系统一般以成组技术为基础，把零件按照相似性分类归并成族，设计出该族的样件并制定出该零件族的标准工艺过程。进行工艺过程设计时，结合零件的具体工艺信息，修改该零件族的标准工艺过程，生成加工零件的工艺过程，这种系统称为变异式CAPP系统（也称派生式或检索式系统）。如美国国际计算机辅助制造公司于1976年开发的CAPP(CAM-I＇S Automated Process Planning)系统，英国曼彻斯特大学1980年开发的AUTOCAP系统均属此类系统。这类系统针对性强，适应能力差，柔性差。

    七十年代中期，人们开始研究刨成式CAPP系统。创成式CAPP系统是采用一定的逻辑算法，对输入的几何要素等信息进行处理并确定加工方法，从而自动生成工艺过程。美国普渡大学1977年开发的APPAS系统，美国普渡大学和滨洲大学1983年联合开发的TIPPS系统均属此类系统。由于工艺过程涉及的因素太多，完全自动生成工艺过程的通用系统仍停留在研究阶段。

    八十年代初，刨成式CAPP系统的研究开始转向具有人工智能的专家系统方面。专家系统可以模拟工艺专家的逻辑思维方式，利用专家的知识对非确定性工艺过程设计做出逻辑决策。1981年法国研制的GARI系统，是一个以规则为基础的系统。东京大学1982年研制豹TOM系统把产生式规则用于知识表达，采用人工智能技术进行工艺过程设计；它还能前接CAD系统，后接数控编程系统，输出数控加工指令。这两个系统开始了智能CAPP系统的研究。

    我国的CAPP技术研究工作开始于70年代末。1983年，同济大学发表“TOJICAP”系统后，逐渐得到了各高校、研究单位和工厂的重视。随后北京理工大学研制出BITCAPP系统，北京航空航天大学发表了BHCAPP系统。迄今为止，国内已开发的CAPP系统约有几百个，有少数系统开始应用于企业。