计算机辅助工艺过程

CAD／CAPP／CAM集成一直是CAPP发展的重要方向， 从集成角度来看，一个完整的零件特征信息模型可 分为3层：零件层、特征层和几何层 零件层主要反映零件的总体信息，它包括零件图号、 零件名称、产品型号、生产批量等管理信息和一些 总体技术要求。
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
特征层主要反映零件的特征信息．它包括对构成零件 的每个特征及其相互关系(位置关系、尺寸关系等)、 工艺属性进行描述的信息，是零件信息模型的核心；
二、CAPP工艺决策专家系统及其应用
工件定位规则
机床、刀具选择规则
特征加工顺序规则
二、CAPP工艺决策专家系统及其应用
推理机
二、CAPP工艺决策专家系统及其应用
二、CAPP工艺决策专家系统及其应用
CAPP工艺决策专家系统一般具有如下特点： 1）工艺知识库和推理机相分离．有利于系统维护。 2）系统的适应性好，并具有良好的开放性，当CAPP系 统所而向的零件范围发生变化时，只需要修改或扩充 知识库中的知识，无须对整个系统进行全面改造。 3）有利于追踪系统的执行过程，并对此作出合理解释， 使用户确信系统所得出的结论，如有必要，用户也可 以通过人机交互方法改变系统的推理路线，使系统按 用户的要求执行，
四、CAPP应用与发展情况
CAPP发展趋势 1.工具化和工程化 各企业的工艺环境、管理模式千差万别，CAPP系统 要适应各企业的具体情况，提高其通用性，就要加强 CAPP系统的工具化和工程化。开发CAPP系统时，应将 CAPP系统分解为多个相对独立的工具进行开发，如开发 零件信息描述工具、工艺决策工具、工艺文档输出工具 等。根据企业具体情况输入数据和知识，形成面向制造 和管理环境的CAPP系统，用户还可以进行二次开发。
二、CAPP工艺决策专家系统及其应用
4）系统生成工艺的合理程度取决于系统所拥有的知识 的数量和质量。 5）系统工艺决策的效率取决于系统是否拥有合适的 启发式信息。由于工艺决策专家系统难免无效搜索， 和非专家系统工艺决策相比，效率要低些。
仅仅告诉你该如 何去找信息，而 没有告诉你要找 什么信息
三、基于交互式的综合智能型CAPP系统
五、PDM
PDM定义： PDM（产品数据管理）技术以软件技术为基础，是 一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字 化文档数据库记录等)和所有与产品相关的过程（包括 审批/发放、工程更改、一般流程、配置管理等）的技 术。提供产品全生命周期的信息管理，并可以在企业范 围内为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境。
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
几何层主要反映零件的点、线、面等几何／拓扑 信息，它可利用现有CAD几何模型作为基础。 特征基工艺决策模型是CAD／CAPP／CAM集成研究 中关键技术之一。 CAD／CAPP／CAM的集成目的是CAD，CAPP，CAM之 间的信息共享。
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
目前，建立一个零件的特征信息模型有3种方法 1）自动特征识别 自动特征识别就是从CAD系统给出的零件几何模型 中自动抽取特征数据。虽然目前的CAD模型中包含公差、 粗糙度等对CAPP至关重要的信息，但是已有的自动特 征识别算法相当复杂、通用性差，很难提取相应信息， 因此，这种方法目前还达不到实用水平。
1．CAPP智能化的基础是建立丰富的工艺知识库 1)制造资源知识：有关机床设备、工艺装备、材 料等方面的知识。 2)制造对象知识：有关产品、零件、毛坯等方面 的知识。 3)制造工艺知识；有关工艺方法、典型工艺、加 工参数及各类相关的工程／工艺标淮规范等方面的知 识。 4)工艺决策知识：有关工艺决策方法与过程等方 面的知识。
2.集成化和网络化 CAPP是CAD、CAM间的桥梁，是CAD、PDM和ERP的重 要产品信息来源，同时也需要由CAD提供产品设计模型 的特征信息。因此，必须在并行工程思想指导下实现 CAD/CAPP/CAM的全面集成，充分发挥CAPP系统在整个生 产过程中的信息中枢和功能协调作用，从而实现CAPP与 CAD的双向信息交换与传送；实现与生产计划、调度系 统的有效集成；建立与质量控制系统的内在联系。
四、CAPP应用与发展情况
3)CAPP应用一方面将实现企业产品工艺设计和管理的计 算机化和信息化，另一方面它的成功实施必将促进企业 工艺的标准化与工艺管理的科学化、规范化，从而提高 产品的质量，缩短新产品开发周期，降低产品成本。因 此，需要企业从总工程师、总工艺师到各级工艺部门主 管，充分重视CAPP的应用管理。
三、基于交互式的综合智能型CAPP系统
2．智能化交互式CAPP关键技术 (1)基于交互式的人机混合工艺决策技术 在目前条件下，让计算机具有和人一样的思维和智 能是不现实的。因此，出现了人机一体化的思想。当前， 人在制造中的作用被重新定义和加以重视，人不再被看 作是干预因素，而是被当作构成整个制造环境的一个组 成部分，人的个人技能可以得到充分发挥。工艺设计经 验性强．技巧性高，在CAPP中发挥工艺人员的个人技能 更有重要的实际意义。
三、基于交互式的综合智能型CAPP系统
(2)交互式动态知识获取 采用交互式动态知识获取技术，工艺人员(需要具 有工艺知识库管理权限)可在工艺设计过程中，随时将 产品工艺中所定义的工序、工步、设备、工装等事实 性知识不经任何修改或经过一定的编辑修改直接放入 知识库，从而实现知识库的动态扩充。避免了在传统 CAPP专家系统开发中，知识获取需要耗费大量的人力、 物力和财力。
四、CAPP应用与发展情况
从企业CAPP应用现状看，要实施CAPP所必须具备的 基本前提是： 1)在符合技术发展趋势的前提下，更加突出强调市 场需求，发展符合各类制造企业实际需求并可大力推广 的商品化CAPP应用支撑软件(平台／工具型CAPP系统)。 2)企业要转变CAPP就是以零件为主体实现工艺规程 编制自动化的观念，这就要从工艺标准化、工艺信息共 享及集成、工艺管理的科学化等方面综合考虑。 3)企业应具有基本的硬软件环境和足够的资金投入， 以及总工程师、总工艺师、各级工艺部门主管对CAPP的 重视和相关工艺人员的配合、支持。
三、基于交互式的综合智能型CAPP系统
知识的来源是多方面的：书本手册、生产现场、工 艺实例、工艺专家等。
三、基于交互式的综合智能型CAPP系统
在基于交互式的综合智能型CAPP系统中，知识库的 作用首先是为工艺人员的决策提供详尽的帮助，具体有 代替手工查阅工艺手册及相关资料和代替手工查阅已设 计好的工艺实例
五、
PDM功能： 一个能够满足企业各方面应用的PDM产品应具有的 九大功能：文档管理、工作流和过程管理、产品结构 与配置管理、查看和批注、扫描和图像服务、设计检 索和零件库、项目管理、电子协作、工具与“集成件” 功能。
四、CAPP应用与发展情况
3.知识化和智能化 随着复合智能系统、专家系统、人工神经网络技 术和模糊推理技术的发展和应用，CAPP系统不会停留 在以解决事务性、管理性工作为主的阶段。基于知识 的CAPP系统除了作为工艺设计的辅助工具，还有将工 艺专家的经验和知识积累起来并加以充分利用的任 务。
四、CAPP应用与发展情况
四、CAPP应用与发展情况
在工程化方面，根据对国家、国际标准和先进制造 技术的分析，结合各类企业工艺的根本需求，引导企业 的工艺活动，促进工艺活动的规范化，从而规范CAPP系 统的实施过程，使大部分企业使用的CAPP系统是主体相 似的工程产品而不是个性独特的工程化产品。
四、CAPP应用与发展情况
4.柔性化和规范化 CAPP系统是用来辅助工艺设计人员进行工作的， 不宜取代工艺设计人员而追求完全自动化。决策和判 断一个复杂繁琐的问题，对具备足够的工艺知识和判 断能力的工艺人员来说并不困难，但对计算机来说却 可能难以胜任；在方式上实行人机协作，关键决策由 工艺人员作出。同时，知识库及其使用法则需要逐步 建立、验证和完善，是一个渐进式的过程。
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
从数控编程角度看，经历了手工编程、APT半自动编程、 CAD／CAM图像编程等发展阶段，但所需的加工顺序、 刀具、加工参数等工艺信息仍需交互输入，增加了工 作负担。 CAD／CAPP／CAM系统集成实现了CAPP到CAM 数控编程的真正自动化。
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
2）特征设计 特征设计就是基于特征的零件设计，即零件设计过 程中采用的基元是特征，而不是简单的几何信息。这 样，设计数据库中既有低层的几何信息，又有高层的 特征信息，以满足CAPP、CAM等后续环节的需求。目前， 特征设计有待解决的技术问题还很多，尚在进一步发 展之中。
二、CAPP工艺决策专家系统及其应用
采用专家系统技术可以实现工艺知识库和推理机的 分离。在一定范围内或理想情况下，当CAPP系统应用条 件发生变化时，可以修改或扩充知识库中的知识，而无 须从头进行系统的开发。20世纪80年代以来，国内外已 开发了许多工艺决策专家系统，但都是原型系统，系统 所拥有的知识量大都在500条规则以下，功能有限，难 以满足实用化要求，因此，仅有很少的几个系统获得了 实际应用。
三、基于交互式的综合智能型CAPP系统
3．基于知识库的综合智能型CAPP系统结构 实践表明，CAPP的智能化应是以交互式为基础，以 知识库为核心，并采用检索、修订、创成等多工艺决策 混合技术和多种人工智能技术的综合智能化，从而形成 基于知识库的综合智能化型CAPP系统框架，这样，才能 真正理顺先进性与实用性、普及与提高等各方面的关系， 满足企业对CAPP广泛应用与集成的需求。
一、特征基CAD/CAPP/CAM集成技术
3）交互式特征定义 首先利用现有的CAD系统生成零件的几何模型，然 后通过交互式特征定义系统，由用户定义特征，最后 将完整的零件信息模型存储在设计数据库中。这种方 法仍需大量的人机交互，且通常是针对待定的CAD系统， 通用性差，但目前不失为一条现实可行的方法