概述
計算機輔助工藝規劃計算機輔助工藝規劃（CAPP-computer aided process planning)是利用計算機來進行零件加工工藝過程的制訂，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件，這一過程稱為計算機輔助工藝規劃。它是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容等工藝檔案的過程。
計算機輔助工藝規劃通常多被譯為計算機輔助工藝過程設計。國際生產工程研究會（CIRP）提出了計算機輔助規劃(CAP-computer aided planning)、計算機自動工藝過程設計 (CAPP-computer automated process planning)等名稱，CAPP一 詞強調了工藝過程自動設計。實際上國外常風的一些 ，如製造規劃(manufacturing planning)、材料處理(material processing)、工藝工程(process engineering)以及加工路線安排(machine routing)等在很大程度上都是指工藝過程設計。計算機輔助工藝規劃屬於工程分析與設計範疇，是重要的生產準備工作之一。
由於計算機集成製造系統(CIMS-computer integrated manufacturing system)的出現，計算機輔助工藝規劃上與計算機輔助設計(CAD-computer aided design)相接，上與計算機輔助製造（CAM-computer aided manufacturing)相連，是連線設計與製造之間的橋樑，設計信息只能通過工藝設計才能生成製造信息，設計只能通過工藝設計才能與製造實現功能和信息的集成。
產生
1976年美國的國際計算機輔助製造公司CAM-I(Computer-Alded Manufacturing-International,Inc)所推出的CAPP系統最著名、套用最廣泛，在發展歷史上具有里程碑意義。此後，世界上有眾多CAPP系統問世，上海同濟大學在1982年開發出我國第一個CAPP系統，即TOJICAP系統。計算機輔助工藝規劃可以大大減輕工藝工程師的繁重勞動、提高工藝設計質量、縮短生產準備周期、提高生產率、減少製造成本等，無論是對單件小批多品種生產還是對大批量生產都有重要意義。
當前，計算機輔助工藝規劃正在向集成化、智慧型化、柔性化方向發展，對柔性CAPP（非線性CAPP、可選CAPP）、動態CAPP（閉環CAPP 、實時CAPP）、分散式CAPP、可重構CAPP、集成環境下CAPP、並行工程環境下 CAPP以及智慧型CAPP等系統進行了研究和開發。
系統構成
視CAPP系統的工作原理、產品對象、規模大小不同而有較大的差異。CAPP系統基本的構成包括：
(1)控制模組。控制模組的主要任務是協調各模組的運行，是人機互動的視窗，實現人機之間的信息交流，控制零件信息的獲取方式；
(2)零件信息輸入模組。當零件信息不能從CAD系統直接獲取時，用此模組實現零件信息的輸入；
(3)工藝過程設計模組。工藝過程設計模組進行加工工藝流程的決策，產生工藝過程卡，供加工及生產管理部門使用；
(4)工序決策模組。工序決策模組的主要任務是生成工序卡，對工序間尺寸進行計算，生成工序圖；
(5)工步決策模組。工步決策模組對工步內容進行設計，確定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位檔案；
(6)NC加工指令生成模組。NC加工指令生成模組依據工步決策模組所提供的刀位檔案，調用NC指令代碼系統，產生NC加工控制指令；
(7)輸出模組。輸出模組可輸出工藝流程卡、工序卡、工步卡、工序圖及其它文檔，輸出亦可從現有工藝檔案庫中調出各類工藝檔案，利用編輯工具對現有工藝檔案進行修改得到所需的工藝檔案；
(8)加工過程動態仿真。加工過程動態仿真對所產生的加工過程進行模擬，檢查工藝的正確性。
2、內容
CAPP的內容主要有：毛坯的選擇及毛坯圖的生成；定位基準與夾緊方案的選擇；加工
方法的選擇；加工順序的安排；通用工具機、刀具、夾具、量具等工藝裝備的選擇；工藝參數的計算；專用工具機、刀具、夾具、量具等工藝裝備設計方案的提出；工藝檔案的輸出。
3、步驟
CAPP的步驟共分為5步：
(1）輸入產品圖紙信息；
(2）擬定工藝路線和工序內容；
(3）確定加工設備和工藝裝備；
(4）計算工藝參數；
(5）輸出工藝檔案。
4、分類
系統按其工作原理可分為檢索式、派生式、創成式等。
檢索式工藝過程設計系統是針對標準工藝的，將設計好的零件標準工藝進行編號，存儲在計算機中，當制定零件的工藝過程時，可根據輸入的零件信息進行搜尋，查找合適的標準工藝。
派生式工藝過程設計就是利用零件有相似性，相似的零件有相似的工藝過程這一原理，通過檢索相似典型零件的工藝過程，加以增刪或編輯而派生一個新零件的工藝過程。
創成式工藝過程設計系統和派生式系統不同，它是根據輸入的零件信息，依靠系統中的工程數據和決策方法自動生成零件的工藝過程。
基礎技術
CAPP的基礎技術包括：
(1)成組技術（GroupTechnology）。
成組工藝是把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個個零件族[3]，如圖3所示，按零件族制定工藝進行生產製造，這樣就擴大了批量，減少了品種，便於採用高效率的生產方式從而提高了勞動生產率，為多品種、小批量生產提高經濟效益開闢了一條途徑。
零件在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性。以基本相似性為基礎，在製造、裝配的生產、經營、管理等方面所導出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。因此，二次相似性是基本相似性的發展，具有重要的理論意義和實用價值。
成組工藝的基本原理表明，零件的相似性是實現成組工藝的基本條件。成組技術就是揭示和利用基本相似性和二次相似性，是工業企業得到統一的數據和信息，獲得經濟效益，並為建立集成信息系統打下基礎。
(2）零件信息的描述與獲取；
輸入零件信息是進行計算機輔助工藝過程設計的第一步，零件信息描述是CAPP的關鍵，其技術難度大、工作量大，是影響整個工藝設計效率的重要因素。
零件信息描述的準確性、科學性和完整性將直接影響所設計的工藝過程的質量、可靠性和效率。因此，對零件的信息描述應滿足以下要求：
[1]信息描述要準確、完整。所謂完整是指要能夠滿足在進行計算機輔助工藝設計時的需要，而不是要描述全部信息；
[2]信息描述要易於被計算機接受和處理，界面友好，使用方便，工效高；
[3]信息描述要易於被工程技術人員理解和掌握，便於被操作人員運用；
[4]由於是計算機輔助工藝設計，信息描述系統（模組或軟體）應考慮計算機輔助設計、計算機輔助製造、計算機輔助檢測等多方面的要求，以便能夠信息共享。
(3）工藝設計決策機制；
(4）工藝知識的獲取及表示；
(5）工序圖及其它文檔的自動生成；
(6）NC加工指令的自動生成及加工過程動態仿真；
(7）工藝資料庫的建立。 系統的構建
系統建立
計算機輔助工藝規劃該系統實施目標為:在企業內將CAD/CAPP/PDM 集成起來，讓數據有效共享，建立企業CAPP系統;同時建立企業工藝資料庫，自定義卡片模板、報表，實現CAPP資料庫管理。
此前，已建立企業CAD(PROE)環境，產品數據管理系統PDM及ERP系統，資料庫採用Microsoft SQL Server CAPP需在整個信息系統中成為設計(CAD/PDM)到生產(ERP)的橋樑，即與前端CAD/PDM及後端ERP系統集成。
系統核心是所有生產中涉及的物料信息在系統內閉環流動，物資、設計和工藝部門均可申請新物料，物料經批准後進入系統循環，可分3個階段:
1、設計部門與工藝部門的信息交換由CAPP通過後台資料庫直接讀取PDM產品結構樹，工藝部門可直接從PDM獲取產品數據，如圖號、圖名、材料名稱/編碼/規格牌號、重量、數量等，也可直接從ERP選取車間班組、設備、工裝、刀具、量具等基礎庫信息，進行工藝設計。完成後，可直接把工藝路線傳給ERP，如果發生設計變更，可實時地直接從PDM中獲取變更後的產品數據。借用關係從PDM設計數據中自動繼承，保證數據流的準確，PDM在向CAPP傳遞的明細中增加了兩列關鍵內容: “物料編碼”及“原材料編碼”，這兩列信息對於設計後期的工廠業務流程實現非常關鍵，工藝部門利用它可快捷地進行材料確認並生成材料定額，生產部門利用它可準確的控制車間之間的物料流轉，物資部門利用它可指導採購。
2、工藝部門利用設計部門的明細進行各種工藝設計、工藝準備，將一個批次產品的定額結果，構建成車間物料需求庫。該庫將有助於物資採購和發料的後期工作。企業在CAPP系統建設前，材料成本控制一直是困擾企業管理的難題。在實現前兩個循環階段後，企業已對產品生產需準備多少物料、是否盈利做到“心中有數”，使成本管理由“事後統計”轉變為“事先預測、事中控制”。
3、依據批次產品車間物料需求庫進行收發料控制，並實現與財務系統、庫存管理系統的集成。各種發料過程是在批次產品車間物料需求庫的控制下實現，實際操作過程的各種發料信息必須及時反映到ERP的財務系統和庫存管理系統。為此企業利用“收發料管理子系統”與財務系統中的“成本對象”集成，即各種發料計畫均起始於財務部門對於本批次產品的“成本對象”立項，實現與CAPP系統控制的批次產品車間物料需求庫的資料庫級共享，具有領料清單的列印管理功能，實現領料信息的自動輸入及向財務和庫存系統的自動更新，實現周期性損耗物料庫、車間二級物料庫的建帳管理，各種發料信息的實時統計及成本信息統計。該階段屬於執行階段，實現設計部門與財務、物資部門在企業整個生產業務流程中的集成。
技術創新
1、通用工藝管理:針對產品加工工藝有嚴格的管理要求，作為企業核心機密的技術資料，企業要求在CAPP系統中設定獨立的嚴格的許可權管理機制，對通用工藝檔案的添加、編輯、瀏覽、下載等許可權進行細緻的分配和管理，並獨立於系統在“用戶角色管理”中對用戶的許可權管理，默認情況是由“ADMIN”控制所有許可權，可分配給其他用戶指定許可權也可收回許可權。至此，在通用功能外，又對“通用工藝管理”模組單獨作了設定。
2、裝配流程圖繪製:由於旭光部分產品是直接裝配完成，要求針對其裝配工藝以流程圖形式表現出來，同時要與相應工序信息和檢驗信息掛接關聯，可直接從產品結構樹上讀取裝配結構信息，根據用戶需要顯示零部件的圖號、圖名、材料等信息(包括標題欄和明細欄中填寫的內容)，在工序節點上可定義關聯的工藝卡片信息，也可直接從通用工藝管理庫中選取需要的工藝檔案。
③ 基於動態工作流工藝過程設計管理:CAPP將項目管理和任務分配與企業的工作流有機的結合起來，用協同設計思想把企業工作流服務與負責管理任務的活動流程連線起來，在工作的同時實現任務分配、設計、簽審和歸檔。通過任務定義模板和角色設定與人員的工作許可權關聯。運用任務監控和訊息管理機制，動態反映企業工藝設計進程和工藝技術檔案的狀態。如:企業的工藝部門接到一項工藝設計任務時，首先對產品零部件的加工屬性進行定義，確定哪些零部件是外協加工，哪些是自己生產，由哪個車間負責。加工屬性定義完成後，系統自動將有關任務和零部件信息傳遞到相應的班組和部門。待零部件的工藝設計完成後，按指定的流程自動提示和評審歸檔，最後與產品結構樹關聯，生成企業所需的工藝BOM。
作用
計算機輔助工藝規劃20世紀80年代中後期，CAD、CAM的單元技術日趨成熟。隨著機械製造業向CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）和IMS（IntelligentManufacturingSystem）方向的發展，CAD/CAM的集成化要求是亟待解決的問題。CAD/CAM集成系統實際上是CAD/CAPP/CAM集成系統。CAPP從CAD系統中獲得零件的幾何拓撲信息、工藝信息，並從工程資料庫中獲得企業的生產條件、資源情況及企業工人技術水平等信息，進行工藝設計，形成工藝流程卡、工序卡、工步卡及NC加工控制指令，在CAD、CAM中起紐帶作用。為達到此目的，在集成系統中必須解決下列幾方面問題：
(1）CAPP模組能直接從CAD模組中獲取零件的幾何信息、材料信息、工藝信息等，以代替零件信息描述的輸入；
(2）CAD模組的幾何建模系統，除提供幾何形狀及拓撲信息外，還必須提供零件的工藝信息、檢測信息、組織信息及結構分析信息等；
(3）須適應多種數控系統NC加工控制指令的生成。
發展趨勢
隨著CAD、CAPP、CAM單元技術日益成熟，同時又由於CIMS及IMS的提出和發展，促使CAPP向智慧型化、集成化和實用化方向發展。當前，研究開發CAPP系統的熱點問題有：
(1）產品信息模型的生成與獲取；
(2）CAPP體系結構研究及CAPP工具系統的開發；
(3）並行工程模式下的CAPP系統；
(4）基於分布型人工智慧技術的分布型CAPP專機系統；
(5）人工神經網路技術與專家系統在CAPP中的綜合套用；
(6）面向企業的實用化CAPP系統；
(7）CAPP與自動生產調度系統的集成。
案例分析
案例一:企業CAPP套用分析
國內企業CAPP套用尚屬起步推廣階段，成功套用CAPP的企業還不多見，但隨著CA甩圖板工程的結束，隨著CAPP軟體產品的不斷成熟，CAPP套用需求日益迫切，越來越多的企業開始關注CAPP，醞釀、策劃實施CAPP，這表明CAPP套用正在蓬勃興起。
CAPP在現代製造業中，具有重要的理論意義和廣泛迫切的實際需求。因為CAPP系統的套用，不僅可以提高工藝規程設計效率和設計質量，縮短技術準備周期，為廣大工藝人員從繁瑣、重複的勞動中解放出來提供了一條切實可行的途徑，工藝人員可以更多地投入工藝試驗和工藝攻關，而且可以保證工藝設計的一致性、規範化，有利於推進工藝的標準化。更重要的是工藝BOM數據是指導企業物資採購、生產計畫調度、組織生產、資源平衡、成本核算等的重要依據，CAPP系統的套用將為企業數據信息的集成打下堅實的基礎。
一、企業工藝特點及存在的問題
1、企業工藝特點
工藝設計是最佳化配置工藝資源，合理編排工藝過程的一門藝術，它是連線產品設計與產品製造的橋樑。工藝規程是進行零件加工的主要依據，工藝設計的主要任務是為被加工零件選擇合理的加工方法和加工順序，以便能按設計要求生產出合格的成品零件。
一般的工藝編制過程是：
按設計白圖、零件清單進行工藝會審（工藝評定、工藝試驗），制定工藝方案按設計蠟圖、零件清單劃分工藝路線按設計藍圖、零件清單編制工藝規程，選擇加工方法，排出加工工序過程，選擇各工序的加工餘量、參數、刀具、工藝裝備，繪製必要的工序簡圖，編制工藝卡片，計算工時定額，材料定額，編制工裝匯總、工藝關鍵件明細表、外協件明細表、焊接件明細表、鍛件明細表、熱處理明細表等工藝檔案。
工藝設計處於產品設計和加工製造的接口處，必須分析和處理大量信息，既要考慮產品設計圖樣上有關零件結構形狀、尺寸公差、材料及批量等方面的信息，又要了解加工製造中有關加工方法、加工設備、生產條件、加工成本及工時定額，甚至傳統習慣等方面的信息。工藝因素錯綜複雜，工藝理論又不成熟，因此說工藝是一個典型的複雜問題。
工藝設計受到諸如企業的生產環境、產品類型、製造資源、生產批量、工藝習慣、工藝方法、工藝師經驗水平等因素的影響，甚至受到生產組織與管理方式的制約。上述因素中的任何變化，都將導致工藝設計方案的改變，因此說工藝在各個方面都充滿著“個性”。
工藝設計產生大量的工藝數據，這些工藝數據是指導企業物資採購、生產計畫調度、組織生產、資源平衡、成本核算等的重要依據，因此說工藝設計是企業的一項關鍵性工作。
隨著市場競爭的不斷加劇，產品升級換代的周期越來越短，產品品種急劇增加，但系列產品的工藝具有很大的繼承性。不同產品中的相同或相似零部件具有相似的工藝，工藝卡片上的產品、組件、零件屬性等信息源於設計圖紙，工藝卡片之間信息聯繫密切，相同數據重複率很大。因此說工藝卡片中存在大量的重複信息。
2、企業技術部門計算機套用現狀
近幾年，在國家科委CAD“甩圖板”工程的推動下，大部分企業成功甩掉圖板，相當比例的企業套用了三維設計軟體，CAD套用取得良好成效。但是在絕大多數企業中，工藝部門的計算機套用嚴重滯後於設計部門，許多企業還在使用手工進行工藝設計，一些企業使用CAD軟體或辦公軟體來“畫”工藝卡片，另外一些企業，雖然通過與高校、科研單位合作，開發了專用的CAPP軟體，但在圖形處理、數據共享、實用性等方面存在明顯缺陷，套用效果並不理想。技術部門一般沿用傳統的管理模式，數據信息不能共享，很少有單位能成功套用PDM。
3、手工編制工藝存在的問題
以手工方式進行的工藝設計存在如下問題：
工藝數據重複填寫、重複計算，存在大量的重複勞動，無法直接利用CAD信息，工藝設計工作量大、效率低、周期長、易出錯。
工藝設計質量完全取決於工藝人員的技術水平和工作經驗，難以保證工藝數據的準確性，工藝質量無法保證。
工藝方法因人而異，難以實現工藝設計的繼承性、規範性、標準化和最最佳化，不能有效地降低生產成本。
無法實現工藝檔案計算機統一管理和維護，工藝信息不能與其他部門共享。
不能將工藝專家的經驗和知識集中起來加以充分地利用，不能充分利用企業製造資源、工藝資源。
對工藝設計人員要求高，要求工藝師具有豐富的生產經驗，熟悉企業內部各種加工方法及相應設備使用情況，熟悉企業內部各種生產加工規範和規章制度。
工藝師培養成本高，缺乏有經驗的工藝師。
4、工藝工作面臨的挑戰
日趨激烈、日益多變的市場競爭要求企業能不斷推出新產品，企業對客戶的要求必須作出快速的回響，與此同時，產品的技術要求越來越高，交貨期也越來越短，所有這一切對企業的技術能力、工藝能力是個嚴峻的挑戰，手工編制工藝將無法適應殘酷的市場競爭，企業迫切需要建立工藝快速反應能力。計算機輔助技術能有效提高企業的技術能力，CAPP是提高工藝設計效率的有效手段。實施CAPP系統，推進企業技術部門信息化是企業當前發展的重要課題。
二、實施CAPP系統，提高工藝設計水平
1、企業對CAPP軟體的要求
新一代CAPP工具系統通過提供功能通用、強大的編輯工具、工藝資源管理工具、計算工具、匯總工具、配置工具、開發工具等給予工藝人員最大的幫助，輔助工藝人員提高工藝設計效率和設計質量。同時CAPP系統向企業推薦和引進國家標準的工藝設計和工藝管理規範，推進工藝規範化、標準化，提高工藝設計水平。
企業需要套用面廣、實用性強、集成型好的平台型CAPP工具系統，CAPP應是“一個以整個產品為套用對象，以產品工藝數據為中心的集工藝過程設計、工藝信息管理為一體的互動式計算機套用系統和開發平台，通過融合檢索、修訂、創成等技術，逐步實現工藝設計和管理的自動化、信息化。
對CAPP軟體的具體要求如下：安裝簡單、人機界面友好、實用性強、開放性好、穩定安全柔性的網路版CAPP系統。
CAPP系統應兼備工藝設計和工藝管理功能：
CAPP系統必須能實現與CAD、PDM、MIS、ERP等系統的集成
CAPP系統應提供功能強大的工藝卡片設計工具，融資料庫、圖形、圖象、表格、文字編輯於一體，圖文並茂，提供可視化的工藝設計環境，100%所見即所得。能編制工藝路線、工藝過程卡、工序卡、工藝BOM等工藝檔案。數據信息一次輸入、全程共享、互相關聯，杜絕數據重複輸入操作。具有自動換行、自動續頁、自動增刪頁、自動編號、自動編排頁次功能。直接繪製工藝簡圖，可藉助零件圖產生工藝簡圖，支持特殊工程符號的定義與編輯。CAD圖紙上有關信息自動填入工藝卡片，自動關聯工藝資源資料庫快速獲取數據。具有工藝卡片集中列印管理功能。
CAPP系統應提供樹形結構的工藝資源管理功能，工藝資源包括：設備、工裝、工藝術語、工藝參數、工藝規則、工藝簡圖、材料牌號、材料規格、產品、零件、毛坯、車間、工段、典型工藝、計算公式等任何可供共享和重複使用的工藝數據、工藝知識。支持資源庫結構自由定義和數據自由擴充，實現與工藝卡片的自定義關聯、自動引用。規範工藝內容，提高標準化程度。
應具有公式計算和公式管理器功能，提供材料定額計算和工時定額計算公式庫，用戶可自行擴充專用公式。系統按公式定義自動計算，計算結果自動填入工藝檔案。
CAPP系統必須提供簡單靈活的配置定製工具，以適應企業所有專業的工藝設計要求，並具有統一的套用環境和數據結構。
提供工藝卡片模板定製工具，可由用戶繪製、定義、擴充工藝卡片格式。支持工藝檔案在不丟失任何信息的基礎上由一種卡片格式轉換到另一種卡片格式，保護歷史工藝數據資源。
能讀取CAD系統產生的產品結構信息，能夠由工藝卡片自動生成工藝BOM。
必須提供完善的二次開發工具和開發接口，用戶可以自行開發專用CAPP模組，如定型工藝自動生成。
應能檢索典型工藝、標準工藝，並能迅速派生工藝。
2、實施CAPP系統達到的目標
套用CAPP系統進行工藝設計，能夠：
提高工藝設計工作效率，加快市場回響速度，縮短技術準備周期。
提高工藝設計質量，減少產品退修費用。
幫助工藝工程師從繁瑣、重複的低層次勞動中解放出來，有更多的精力投入工藝試驗、工藝攻關，最佳化工藝設計，促進技術進步。
繼承和共享工藝專家的經驗和知識，一般的工藝人員就能設計出較好的工藝過程，可以解決缺乏經驗豐富的工藝師的問題，同時能加快工藝師的培養。
推進工藝標準化建設，提高工藝設計水平。
為企業管理信息系統實時提供正確的工藝數據，為企業信息化建設提高源頭信息。
3、CAPP實施的關鍵
企業套用CAPP軟體是一個系統工程，必須總體規劃，分步實施。由於工藝處於設計和生產的接口處，CAPP的實施既要實現與現有CAD系統的集成，又要考慮將來與企業ERP等管理軟體的全面集成，因此CAPP系統的實施關係重大，關係到企業信息系統的集成和企業信息化建設的成敗。同時由於工藝的個性化、複雜性及CAPP發展的局限性，給CAPP軟體的實施帶來了不小的困難。
CAPP系統的實施一般包括需求分析、總體規劃、軟體實施與培訓、定製開發等過程。系統實施之前必須進行詳細的需求分析、工藝知識的收集和整理，並根據企業自身特點選擇合適的CAPP軟體產品，制定CAPP系統實施方案。
由於工藝的個性化特徵，即每家單位的工藝都有自己的特點，因此CAPP系統實施中的開發工作量極大，商品化的CAPP軟體必須經過二次開發才能適合企業的實際套用。所以，CAPP系統的實施前期必須提出明確、全面的開發需求，制定詳盡的技術協定，這是系統實施與驗收的依據。技術協定應對軟體的系統結構、總體要求、功能需求、集成需求提出了具體的技術要求，為CAPP系統的實施制定框架協定與驗收標準。這是CAPP系統實施成功的關鍵所在。CAPP二次開發主要包括：CAPP編輯平台的用戶化開發、BOM自動生成模組、專業工藝自動化生成模組等。在系統實施中，企業技術人員必須全面參與開發工作，掌握系統定製與開發技術，能夠在今後的套用中不斷擴充和完善CAPP系統。
三、CAPP的集成套用
CAPP的集成套用是關係到CAPP套用水平的關鍵因素，面向產品信息的CAPP集成目標首先是實現工藝部門內部的信息共享及工藝設計與管理的一體化，工藝數據必須做到一次輸入、互相關聯、全程共享，並具有統一的數據結構，CAPP軟體必須實現這一層次的集成套用。
CAPP集成套用的第二層次是CAPP與CAD的集成。CAPP必須能讀取CAD產生的產品結構信息與圖形信息，避免重複輸入。這需要一個前提，就是CAD系統應能自動生成設計BOM信息（設計BOM由CAD圖紙自動生成），為CAPP系統提供完整、一致、正確的BOM信息和圖紙數據。要實現這一點，除了需要BOM軟體工具的支持以外，還必須對電子文檔進行有效的管理，能保證計算機上存儲的電子文檔的完整性、一致性和正確性。目前大部分企業在完成CAD甩圖板工程以後，只是利用目錄結構對電子文檔進行簡單的管理，沒有許可權控制、沒有版本控制、沒有層次結構、沒有入庫提交機制，無法保證計算機中電子文檔的完整性、一致性和正確性，在這種情況下，即使有BOM生成工具，也無法向CAPP系統提供完整、一致、正確的的設計BOM信息和圖紙數據。
CAPP集成套用的第三層次是逐步實現與MRPII/ERP等管理信息系統的集成，為這些系統提供產品結構樹、產品零部件工藝路線表、工時定額表、材料定額表、工裝匯總表、工藝明細表等工藝信息。
CAPP第二層次和第三層次的集成套用以PDM系統為集成平台。由PDM負責電子文檔的管理，保證電子文檔的完整性、一致性和正確性，在PDM的管理下，BOM工具自動生成設計BOM，並由PDM為CAPP系統提供完整、一致、正確的設計BOM信息和圖紙信息。CAPP系統產生的工藝數據也交給PDM系統管理，並由PDM系統提供給MRPII/ERP等管理信息系統。
為了提高CAPP套用水平，也為了提高CAD系統、CAPP系統的套用效益，我們認為，在普及CAD套用的基礎上，實施CAPP的同時應實施PDM系統或圖文檔管理系統（如不具備實施PDM的條件，可以先實施PDM中的一個模組：圖文檔管理），以實現CAD/CAPP的集成，穩步推進企業技術部門的信息化建設，並為企業信息化打下堅實的基礎。
CAPP是CIMS工程中的一個重要模組，也是企業信息化建設的關鍵環節。前幾年，由於CAPP軟體的發展走了一些彎路，導致CAPP套用成為計算機輔助技術領域的薄弱環節和企業實施推廣CIMS工程的瓶頸所在。許多企業在尚未深化CAD、CAPP套用的情況下實施ERP系統，導致ERP系統所需的BOM信息、工藝路線、工時定額等數據只能重複手工輸入，嚴重影響了ERP系統的套用效果，甚至導致ERP系統實施的失敗。近幾年CAPP軟體的發展取得了長足的進步，為全面推廣CAPP套用奠定了基礎，國家機械工業局也於今年開始推廣CAPP技術，可以說實施CAPP系統的有利時機已經來臨，相信在未來幾年，CAPP套用必將取得豐碩的成果。
研究套用
由於變化多端的市場需要，當前製造業面臨著加速新產品開發的迫切任務。為此，必須改變老的企業管理模式，提高應變能力。最有效的途徑之一是採用計算機輔助工藝管理。
工藝管理是企業管理中的重要組成部分，涵蓋和聯繫著企業各個部門，它包括對產品圖紙進行工藝性分析與審查、擬定工藝方案、編制零組件分工目錄、編制工藝規程和工藝裝備的設計、制定材料消耗定額和工時定額等一系列工藝準備工作。工藝管理的質量直接影響到生產發展。因此，開展計算機輔助工藝管理，對提高工藝工作和企業管理的水平，促進企業技術進步有著很重要的意義。
1、總體方案
利用計算機技術進行企業的工藝管理具體做法是：先建立一套完整的高質量管理模組(見圖1)，再將所有的數據處理任務(如工藝設計、工藝檔案的審定和管理、工裝設計等)包括在內，通過區域網路實現計算機集成化系統，系統結構如圖2所示。
2、工藝設計
工藝規程的編制是工藝準備中一項非常重要和複雜的工作。傳統的手工設計模式的質量完全取決於工藝人員的技術水平和工作經驗，沒有統一的設計標準，不同的人制定相同或相似零件的工藝設計方案也會有較大的差異。新零件工藝設計時，即使採用過去相似零件的工藝方案，也必須重新設計並無多大變動的“新”工藝。工藝人員長期從事著不必要的重複勞動，工作量大，而且延長了生產準備周期。利用計算機進行工藝設計，就可改變這一現狀。
計算機輔助工藝設計的做法是：先套用成組技術，把各種具有相似或相同特徵的零件分類編碼，採用統一的解決方案，並利用技術專家、老技術人員的技術和經驗，對工藝進行最佳化設計，實現工藝標準化、規範化，再利用計算機進行數據處理，儲入計算機中，為以後工藝設計提供樣板模式。
工藝設計期間應儘量向CAPP(計算機輔助工藝規劃)方式靠攏，以便條件成熟時易於移植到計算機中。在設計 CAPP系統時要考慮到開發和擴充問題，方便用戶使用和維護，便於系統在生產實際中不斷修正和完善，並在擴充時不至於改動系統的核心。
3、工藝裝備設計
工藝裝備是保證貫徹執行工藝規程，提高和保證產品加工質量的重要手段。工裝設計是工藝管理工作的重要組成部分，是生產技術準備中工作量最大，周期最長的階段。傳統的手工設計模式很難在較短時間內設計出質量穩定的工裝，通過計算機才有可能設計出系列化、標準化程度比較高、質量穩定的工藝裝備。
（1）工裝設計模組
工藝設計中引用成組技術和標準化設計，工裝設計就可以相應地實現一定的相似性和一致性，從而為計算機輔助工裝設計創造有利條件，因此，要把具有相同功能和相似的工藝裝備進行分類最佳化和標準化設計，並利用計算機為各種刀具、量具、夾具、模具及工裝卡片等建立標準圖形和數據模組。
實現工裝設計模組，需要建立設計計算模組和標準圖形模組。
設計計算模組的計算流程，採用FoxPro程式設計語言來設計計算一些複雜刀具，如插齒刀、滾齒刀和花鍵拉刀等，計算工作在整個設計過程需要相當長的時間，特別是變位刀具牽涉到變位係數的選擇，手工計算是靠經驗來進行，需要反覆校驗，以達到最佳設計效果。而利用計算機進行最佳化計算，只要輸入零件參數、初值及計算精度，幾分鐘即可完成。大大提高了工作效率，解決了因手工計算而帶來的周期長、效率低、準確性差的問題。
在刀、量具設計中用FoxPro資料庫和AutoCAD相結合開發一個刀量數據處理系統，首先在CAD中建立刀、量具圖形庫和幻燈片圖例庫，然後再將設計過的各種刀具、量具的主要尺寸參數輸入到資料庫系統中，供設計時調用。
例如設計一把鉸刀，先進入CAD，在幻燈片圖例庫中查出結構(前引導或後引導)及刀具代碼。然後進入“刀量系統資料庫”，調出此代碼的刀具資料庫，輸入要設計的主要尺寸參數，查看是否有此尺寸的刀具。如果有，可根據圖號來代用；如果沒有，需要重新設計。從標準圖形庫中調出此種規格的鉸刀圖形，進行必要的修改，一把新的鉸刀設計即刻完成。
夾具、模具設計中，需要在CAD中建立起常用的典型結構標準圖形模組。設計新工裝時，只需按工裝的功能進行檢索，找出該工裝的標準模型，再根據工藝規程的具體要求進行必要的修改、添加或刪除，就能很快地編輯出新工裝的設計圖。這種經系列化和標準化設計的工藝裝備圖，不僅設計質量穩定可靠、設計周期短，而且便於組織生產製造。
為便於工裝的管理，對工裝卡片的填寫、工裝的更改和撤消、工裝的統計與報表等可以用FoxPRO語言編程進行計算機管理，管理模組。使用計算機進行工裝的統計和查詢等日常管理工作，減少了工裝設計人員的勞動強度，使工程技術人員有更多的時間投入到設計中去。
（2）工裝CAD應用程式設計
目前國內比較普遍的做法是以AutoCAD作為支撐平台，開發一些適合自己設計特點的專業技術CAD軟體。如工裝CAD系統，其中在設計時常用到的緊固件、技術標準、形位公差等繪製採用AutoLISP語言編程；選單用C語言編程，圖示選單用對話框控制語言(Dialog-box Control Language縮寫 DCL)設計實現自己功能的彈出式對話框；技術條件及說明內容同時有中英文時，為了文字的等高和圖面的美觀，用AutoLISP語言編程來完成中英文同時輸入；表格採用FoxPro與AutoCAD提供的接口實現數據處理(編輯、修改)。通過工裝CAD系統可以大大提高我們的工作效率，使工裝圖紙規範化
4、工藝檔案管理
工藝檔案的管理就是對技術準備資料的管理，這些資料有：零組件分工表、外購外協分工表、鍛鑄件分工表以及材料定額表等。它不僅是分工的依據，同時也是各部門進行生產前各種技術和生產準備的主要依據。如工藝系統提前做好工藝規程編制、工裝設計、技術關鍵的工藝試驗工作等，供應部門的材料和外購件的採購工作，外協部門的外協零件和鍛鑄件毛坯的定點生產工作等。這些準備工作的質量和周期對整個生產過程及進度起著關鍵作用。為了保證生產的每一個環節有條不紊，要更新傳統的管理手段，採用計算機管理，提高工藝準備質量、縮短準備周期。
工藝檔案管理模組如圖8所示。在計算機上分別建立起零組件分工表、外購外協分工目錄、鍛鑄件分工目錄、材料定額表等資料庫管理系統。例如用計算機管理後，對同系列的零組件分工表可通過資料庫進行成組數據處理，不必再用手抄寫這些大同小異的“新東西”，這樣不僅能大量減少技術人員在工作過程中的重複性勞動，又保證了零組件分工的一致性和準確性。同時還能方便的對不同材料牌號的各種規格進行分類統計，分析材料牌號中使用頻率高的規格，從而減少材料規格檔次，達到既便於材料的管理和採購，又能使材料消耗降到最低的目標。計算機輔助工藝管理還能按照成組技術的原則非常方便地完成工時定額的制訂。
