一、CAPP概念框架......



一、CAPP概念框架
根據多年來CAPP的研究開發(fā)成果可用下圖所示的五維概念框架來刻畫CAPP系統(tǒng)。五個尺度坐標反映了CAPP技術的不同側面和研究發(fā)展方向，體

現CAPP的發(fā)展蹤跡。

CAPP的五維概念框架圖
按規(guī)劃方法可將CAPP系統(tǒng)分成檢索式、派生式、創(chuàng)成式、綜合智能式。其中檢索式是最早出現的規(guī)劃方法，其規(guī)劃能力取決于系統(tǒng)儲存工藝的
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多少。派生式是按規(guī)劃對象的相似性進行規(guī)劃的，它的理論基礎是成組技術。其規(guī)劃能力取決于相似族的合理劃分和相似族的覆蓋能力。早期

的創(chuàng)成式系統(tǒng)是按決策樹和決策表方法進行工藝決策的，隨著專家系統(tǒng)技術的發(fā)展和完善，專家系統(tǒng)決策方法成為大多數創(chuàng)成式系統(tǒng)所采用的

決策方法，其規(guī)劃能力取決于系統(tǒng)的知識獲取能力、知識庫的豐富程度和推理機的推理能力。綜合智能式系統(tǒng)除了綜合采用檢索、派生方法和

各種智能技術進行工藝決策外，強調人在決策中的作用，它是一種人機協(xié)同決策系統(tǒng)，所以可以充分發(fā)揮人的作用，彌補各種智能技術的不足

，因此它的決策和規(guī)劃能力是無限的。
按規(guī)劃水平可分成宏觀、詳細和微觀規(guī)劃。不同的工藝規(guī)劃水平是與企業(yè)生產規(guī)劃的水平相協(xié)調一致的。企業(yè)生產規(guī)劃可分為戰(zhàn)略規(guī)劃、戰(zhàn)術

規(guī)劃(生產計劃)和作業(yè)規(guī)劃，戰(zhàn)略規(guī)劃是企業(yè)級的，戰(zhàn)術規(guī)劃是生產部門級，作業(yè)規(guī)劃是車間級的。工藝規(guī)劃的宏觀規(guī)劃、詳細規(guī)劃和微觀規(guī)

劃分別與戰(zhàn)略規(guī)劃、戰(zhàn)術規(guī)劃和作業(yè)規(guī)劃相對應。由于戰(zhàn)略規(guī)劃包括產品發(fā)展方向、生產規(guī)模、技術發(fā)展水平、新生產設施的興建等，所以與

之對應的工藝宏觀規(guī)劃的重點在工藝能力規(guī)劃，工藝宏觀規(guī)劃不需產生詳細的加工工藝，只需根據待發(fā)展的產品和制造能力要求制訂粗略的工

藝路線和制造資源需求計劃，給出工藝評價結果。因此工藝宏觀規(guī)劃是工藝路線級的規(guī)劃。工藝詳細規(guī)劃與戰(zhàn)術規(guī)劃相對應，企業(yè)戰(zhàn)術規(guī)劃形
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成的是企業(yè)生產計劃，此時規(guī)劃的對象和目標是具體的。戰(zhàn)術規(guī)劃建立在現有的資源(人、物、才)基礎上。因此與之對應的工藝規(guī)劃針對明確

的產品對象，有明確的規(guī)劃目標，受確定的規(guī)劃約束條件約束。此時工藝規(guī)劃應產生能夠指導車間生產的工藝計劃，因此工藝詳細規(guī)劃是工序

級的。工藝微觀規(guī)劃與車間作業(yè)計劃相對應，其規(guī)劃程度取決于作業(yè)計劃詳細程度，此時往往需要制訂詳細的加工參數和技術要求，因此工藝

微觀規(guī)劃是工步級的規(guī)劃。
按規(guī)劃深度工藝規(guī)劃分為靜態(tài)、柔性和動態(tài)規(guī)劃。靜態(tài)規(guī)劃基于靜態(tài)資源，不考慮制造資源的負荷和變化，產生后一般不進行修改。柔性規(guī)劃

則先不考慮制造資源的負荷、狀態(tài)，離線進行粗規(guī)劃，然后在生產中根據制造資源的變化情況再調整粗規(guī)劃，形成適應當前生產狀態(tài)和生產要

求的工藝計劃。動態(tài)規(guī)劃則是在零件制造過程中，完全根據制造系統(tǒng)動態(tài)狀態(tài)進行規(guī)劃。動態(tài)CAPP規(guī)劃系統(tǒng)要求實時地獲取制造系統(tǒng)的狀態(tài)和

生產要求，以便其快速地生成工藝計劃。因此動態(tài)規(guī)劃要求制造系統(tǒng)有較高的自動化程度，系統(tǒng)的信息流必須順暢、合理。
按規(guī)劃期工藝規(guī)劃分為短期規(guī)劃、中期規(guī)劃和長期規(guī)劃。由于企業(yè)不同層次的生產規(guī)劃有明顯的規(guī)劃期要求，因此工藝規(guī)劃期與工藝規(guī)劃水平

有著必然的聯(lián)系。長期規(guī)劃與工藝宏觀規(guī)劃相對應，中期規(guī)劃與工藝詳細規(guī)劃相對應，而短期規(guī)劃必然是作業(yè)層次的規(guī)劃，與工藝微觀規(guī)劃相

對應。
按規(guī)劃關聯(lián)程度工藝規(guī)劃分為獨立、集成和并行規(guī)劃。規(guī)劃關聯(lián)程度從信息流通與交互角度反映了工藝規(guī)劃與制造系統(tǒng)中相關生產活動之間的

關系。獨立規(guī)劃就是不采用信息集成技術與其它生產活動系統(tǒng)(如CAD、PPS、MIS系統(tǒng)等)進行信息集成而進行的規(guī)劃。集成規(guī)劃則是采用信息

集成技術，使CAPP系統(tǒng)與CAD、CAM、MIS等系統(tǒng)進行信息集成，它強調了整個生產系統(tǒng)中各個信息樞紐、站點之間的信息聯(lián)系與流通，使信息

流在不同的區(qū)段具有基本相同的流動速度，使各個信息樞紐和站點具有相匹配的處理速度與處理能力，同時建立了樞紐與站點之間相互訪問的

機制。并行規(guī)劃強調工藝規(guī)劃與企業(yè)中相關規(guī)劃與生產活動的協(xié)同。它建立在并行工程概念與技術基礎上。并行工藝規(guī)劃要求在正確的時間向

正確的地點發(fā)送規(guī)劃結果信息，在正確的時間從正確的地點提取所需要的信息，同時建立在整個企業(yè)(系統(tǒng))生產協(xié)同規(guī)劃的機制上。
二、CAPP開發(fā)策略探討
1.何時需要進行工藝規(guī)劃
工藝規(guī)劃作為企業(yè)生產規(guī)劃中的一個環(huán)節(jié)，應服從于企業(yè)的整體生產規(guī)劃活動。在企業(yè)生產中下列情況需要進行工藝規(guī)劃或對原有工藝計劃進

行修改、調整與維護：
1)企業(yè)進行戰(zhàn)略規(guī)劃。
2)企業(yè)進行戰(zhàn)術規(guī)劃或調整戰(zhàn)術規(guī)劃。
3)制訂和調整作業(yè)計劃。
4)采用先進制造工藝。
5)生產處于穩(wěn)定時期。
2.當前CAPP開發(fā)中存在的問題
1)研究開發(fā)目標存在著較大偏差
(1)過分追求CAPP系統(tǒng)的自動化程度，忽視人在工藝決策中的作用。
(2)CAPP系統(tǒng)應用對象過于狹窄。
(3)重視工藝管理不夠。
2)對CAPP的系統(tǒng)化、實用化、工程化研究重視不足
到目前為止，盡管各種新概念、新方法、新技術在CAPP系統(tǒng)的研究與開發(fā)中不斷獲得應用，但主要針對各種決策功能，始終缺乏對CAPP系統(tǒng)化

、實用化、工程化的研究，缺乏各種技術之間、技術與組織管理之間、人與技術之間的集成與協(xié)調，使得這些新技術、新概念所起的作用甚小

。由于對企業(yè)CAPP系統(tǒng)需求和功能要求了解不足，從純科研角度去認
識和開發(fā)CAPP系統(tǒng)，導致CAPP的整體發(fā)展缺乏堅實的實踐基礎和動力。、
3)缺乏對CAPP的基礎性技術研究
開發(fā)CAPP系統(tǒng)的基礎是工藝設計的原理和方法。若忽視工藝設計基本原理和方法的研究，使得CAPP系統(tǒng)缺乏良好的理論和堅實的科學基礎，難

于開發(fā)出高水平的CAPP系統(tǒng)。
3.當前CAPP系統(tǒng)的開發(fā)策略
1)鑒于企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃的規(guī)劃期較長，與之相應的工藝宏觀規(guī)劃的規(guī)劃活動頻度較低，所以CAPP系統(tǒng)的開發(fā)定位應主要服務于企業(yè)戰(zhàn)術計劃和作

業(yè)計劃的制訂及日常生產中的工藝維護和工藝服務。對企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃的支持可通過在CAPP系統(tǒng)中設立相應的功能模塊或子系統(tǒng)或將這部分功能