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CAPP技术文档


    工艺设计工作的实际需求是协同工作,知识积累,快速复用。企业的信息化建设要求CAPP系统能集中的安全的数据维护,及时地,动态地提供最新的工艺设计结果,也要求CAPP系统能与PDM系统方便、紧密的集成。网络化的CAPP软件较为容易的定位成一种标准的Client/Server的网络应用系统,即提供一个共享的网络数据库,所有的客户端程序都对网络数据库获得一个可靠的连接。标准的Client/Server应用结构提供了数据共享、减少了数据的复制和维护工作量,简化了完整数据汇总的工作。但也存在以下的缺点:

    1、 完整的客户端程序升级维护比较困难,一旦程序升级或系统设置改变,要求对所有的客户端程序同时改变。如果客户端的程序存在版本的不一致则可能造成数据库中的数据通过多个不同的数据逻辑操作,可能造成数据完整性的破坏。

    2、 系统的伸缩性比较差:客户端的数量受到网络数据库允许的数据库连接的限制。

    3、 网络性能比较低:客户端和服务端的通讯次数和通讯量都比较大,网络性能大大降低。

    4、 与PDM,MRPII系统的集成工作量比较大

    分布式的网络应用在继承标准的客户机/服务器应用程序优点的同时,克服了以上的缺点,成为现代网络应用的主流。

    分布式CAPP系统具有如下几个优点:

 1、 户端程序不再直接访问数据库,而通过公用的中间业务逻辑层访问数据库,业务逻辑一旦发生变化,只需要更换中间的相关部件,所有的客户端应用立即发生改变。

 2、 客户的数量不再受到网络数据库所允许的数据库连接的限制,客户数量的增加,不会明显的对系统性能造成影响。

 3、 网络中的数据通讯次数大大减少,网络传输的中间数据大大减少,如果数据访问部件对经常查询的资源数据作缓存还可以大大提高整个网络系统的执行效率,如果将业务逻辑层中的部件分别部署在不同的计算机上,还可以有利于服务器的负载平衡。

 4、 基于COM的分布式网络CAPP应用系统自然地为PDM、MRPII以及ERP系统,提供了集成接口。PDM等系统可以从不同层次访问CAPP数据库,可以与CAPP系统在较高层次上交换信息。

 (4)CAPP系统应是一个表格处理、文字处理、图形处理,数据库访问综合技术应用的复杂系统。 CAPP系统不能满足工艺设计人员的工作习惯一直阻碍着CAPP系统的推广,所以CAPP软件必须是人性化的,完全所见即所得的,符合软件通用操作规则的交互界面。

 首先CAPP系统必须能根据企业的不同要求来定制实施,这种定制实施可以是由软件供应商来完成,更重要的是也能让企业自己来完成这种定制,因为企业的工艺技术条件,和企业工艺资源数据是在不断变化的,企业的工艺标准也可能变化,轻松的定制是现代CAPP系统的重要特征。

 CAPP系统中有大量的表格,CAPP中表格的处理技术是关系到CAPP易用性的关键技术,CAPP表格的定制和修改要求能实现“所见即所得”的操作习惯,表格的填写要求能自动的换行、自动续卡、自动编号,表格中既能填写文字又能填写工艺符号,工艺符号要能参加到自动换行、续卡的运算中,并能支持复制,粘贴,在位编辑等标准的文字处理软件的工作习惯。

 现有的文字处理软件、表格处理软件甚至CAD图形软件均不能满足100%所见即所得的卡片填写方式的要求。只有基于在操作系统平台上利用GDI(Graphics Device Interface)开发的专业系统才能满足要求。

 另外,CAPP生成的图形格式要求最好是能被大多数的软件系统识别,这样便于在其它集成信息系统(如PDM系统)中进行浏览和打印。也有CAPP系统通过OLE(Object Linking and Embedding)的方式在其它系统中浏览和打印CAPP的表格,这样就要求CAPP软件必须与其它系统安装在同一台计算机上,计算机的资源因此比较浪费。也有制作专用浏览和打印的控件,然后集成到其它系统中来完成该功能的,但是一旦图形格式发生变化(非通用的图形格式容易发生改变),就必须升级所有系统中的相应控件。

 用WMF(Windows-formated MetaFiles)或EMF(Enhanced-formated MateFiles)的图形格式来存储CAPP的表格图形是比较好的办法,因为WMF和EMF几乎是所有系统支持的图形格式,它与具体的图形设备没有关系,能直接向各种打印设备输出。另外OLE所生成的图像就是WMF格式,使用WMF格式能保证CAPP表格中使用的OLE对象能自然的得到支持。 现代的CAPP系统中可能要用到多种CAD系统绘制的工艺简图,利用OLE技术可以支持这一特征,并且绘制的工艺简图能重复的利用。唯一的缺点是必须安装CAD系统,并且可能要在多个应用系统中来回切换,系统的资源比较浪费。值得注意的是VISIO公司推出的IntelliCAD,借助OpenDwg组织的技术,实现了与DWG2000、14、13、12格式的完全兼容,该CAD系统能支持AutoCAD所不支持的OLE在位编辑,并且系统非常紧凑,用它来绘制工艺简图可避免多个应用的切换和资源的浪费。

 (5)现代CAPP系统需要独立的、可定制的、有编程接口的、开放的安全系统。 无论企业有没有PDM系统,作为网络数据库的应用程序,现代CAPP都需要有较为完备的安全系统,不能因为企业有了PDM系统,就将CAPP数据的安全交给PDM系统管理,因为PDM系统和CAPP系统所关心和处理的数据重点不一样,CAPP也应该能脱离PDM系统正常运行。PDM的安全系统是在CAPP系统之上的,通过PDM访问CAPP数据,既要通过PDM的安全系统和工作流程验证,也要通过CAPP系统的安全性确认。

 CAPP的安全系统要能满足各企业根据不同情况进行定制的需求,首先CAPP系统必须对可能的权限进行抽象,这种抽象不仅仅是针对具体的CAPP的软件功能,也应该针对CAPP数据库的访问能力,然后制定规则,提供工具,包括软件工具和编程接口来满足不同的定制需求。

 CAPP软件系统提供的编程接口最好是基于COM标准的,这样PDM等系统能方便地利用各种开发工具进行集成。 由于现代CAPP软件是一种工艺设计的工作平台,构建在这个平台之上的专业CAPP系统也可能有权限的要求,所以CAPP的权限系统必须提供可扩充的机制,从而满足开发性的需求。

 1.4.3 CAPP系统的分类

 计算机辅助工艺过程设计的方法大致有检索式、派生式、创成式、综合式四种,那么相应地CAPP系统也就可以分为如下四种:

 (1)检索式(Searches)CAPP系统

 (2)派生式(Variant)CAPP系统 也叫变异式、修订式、样件式CAPP系统,它是建立在成组技术(GT)的基础上,它的基本原理是利用零件的相似性即相似零件有相似工艺规程。一个新零件的工艺规程是通过检索系统中已有的相似零件的工艺规程并加以筛选或编辑而成的。计算机内存储的是一些标准工艺过程和标准工序;从设计角度看,与常规工艺设计的类比设计相同,也就是用计算机模拟人工设计的方式,其继承和应用的是标准工艺。 派生式系统必须有一定量的样板(标准)工艺文件,在已有工艺文件的基础上修改编制生成新的工艺文件。

 (3)创成式(Generative)CAPP系统 也叫生成式CAPP系统。创成式系统的工艺规程是根据程序中所反映的决策逻辑和制造工程数据信息生成的,这些信息主要是有关各种加工方法的加工能力和对象,各种设备及刀具的适用范围等一系列的基本知识。工艺决策中的各种决策逻辑存入相对独立的工艺知识库,供主程序调用。向创成式系统输入待加工零件的信息后,系统能自动生成各种工艺规程文件,用户不需或略加修改即可。 创成式系统不需要派生法中的样板工艺文件,在创成系统中只有决策逻辑与规则,系统必须读取零件的全面信息,在此基础上按照程序所规定的逻辑规则自动生成工艺文件。

 (4)综合式(Hybrid)CAPP系统 综合式系统是将派生式、创成式与人工智能结合在一起,综合而成的。 从以上四种CAPP系统中工艺文件产生的方式我们可以看出,派生式系统必须有样板文件,因此它的适用范围局限性很大,它只能针对某些具有相似性的零件产生工艺文件。在一个企业中这种零件只是一部分,那么其它零件的工艺文件派生式系统就无法解决。创成式系统虽然基于专家系统,自动生成工艺文件,但需输入全面的零件信息,包括工艺加工的信息。信息需求量极大,极全面,系统要确定零件的加工路线、定位基准、装夹方式等,从工艺设计的特殊性及其个性化分析,这些知识的表达和推理无法很好的实现;正是由于知识表达的“瓶颈”与理论推理的“匹配冲突”至今无法很好地解决,自优化和自完善功能差,CAPP的专家系统方法仍停留在理论研究和简单应用的阶段。

 除上面几种CAPP系统以外,还有一种智能型的CAPP系统越来越受到重视,智能型CAPP系统是将人工智能技术应用在CAPP系统中所形成的CAPP专家系统。智能型CAPP系统与创成型CAPP系统是有一定区别的,正如人们所知,创成型CAPP及CAPP专家系统都可自动地生成工艺规程。创成型CAPP是以逻辑算法加决策表为其特征;而智能型CAPP系统则以推理加知识为其特征。

 在企业的实际应用中,无论是用什么方式进行工艺过程设计的,其目的只有一个,真正满足企业的需要,解决企业的实际问题。

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