焊接结构件装焊CAPP系统的研究与开发

0 序言

    在现代工业生产中，新产品的开发和生产包括三个主要阶段：产品设计、产品工艺规划、产品制造。由于科学技术的飞速发展，产品更新换代的速度越来越快，多品种、小批量的生产模式已占重要地位，传统的产品设计、工艺规划方法以及生产模式已经不能适应现代机械制造业的发展需要。计算机技术的发展，使得利用计算机来辅助进行生产的时代已经到来，针对产品设计、产品工艺规划和产品制造分别形成了计算机辅助设计(CAD：Computer Aided Design)、计算机辅助工艺规划(CAPP：Computer Aided Process Planning)和计算机辅助制造(CAM：Computer Aided Manufacture)，其中计算机辅助工艺规划(CAPP)是联接CAD和CAM的桥梁。工艺过程设计是企业各部门信息交叉汇集的重要环节，生产管理和设计调度等部门也必须依靠CAPP系统的输出数据。为了使CAD和CAM两者之间在信息提取、交换、共享和处理上实现集成，实现真正的计算机集成制造系统(CIMS：Computer Integrated Manufacture System)，CAPP是必不可少的环节。因此，CAPP是企业逐步推行CIMS应用工程的重要基础之一。

    CAPP不仅可以显著缩短工艺设计周期，保证工艺设计质量，而且可以提高产品工艺的继承性，最大限度地利用现有资源，从而降低生产成本，提高产品的市场竞争能力。同时，CAPP可以使工艺设计人员摆脱大量、繁琐的重复劳动，将主要精力转向新产品、新工艺、新装备和新技术的研究和开发。CAPP还可以使没有丰富经验的工艺师设计出高质量的工艺规程，缓解当前机械制造业工艺设计任务繁重，但又缺少有经验的工艺设计人员之间的矛盾。此外，CAPP也有助于推动企业开展工艺设计标准化和最优化工作。因此CAPP受到工艺设计领域的重视，以CAPP代替传统手工编制工艺过程文件的方法得到了大力的发展。

1 计算机辅助工艺规划系统的发展

    计算机辅助工艺规划(CAPP)系统的研究始于60年代后期，第一个CAPP系统是挪威1969年推出的AUTOPROS系统，美国国际计算机辅助制造公司在1976年推出了自动工艺设计系统CAM-I’APP。国内的CAPP研究虽然从80年代初期才开始，但是涌现出了许多优秀的CAPP系统，如APPAS系统、TOJICAP系统等等。1985年和1986年，美国机械工程师协会(ASME)连续两年召开CAPP的学术研讨会，1985年和1987年，国际生产工程研究会(CIRP)连续两次召开CAPP专题讨论会。目前，国内外各类生产（制造）自动化学术会议、计算机集成制造技术学术会议等都设有CAPP或CAD/CAPP/CAM或人工智能技术在CAPP中的应用等专题。

    在国外，CAPP的发展已有30多年的历史，国内也进行了近20年的研究与实践。在设计方法上出现了人机交互式、检索式、派生式、创成式、专家系统式等基本类型，以及它们的衍生和综合。在工艺分析、建模和规划自动化方面也作了许多工作，已经成功开发出许多CAPP系统，在实际应用中显示出了巨大的潜力和明显的社会经济效益，反过来，CAPP系统的研究在工业应用的推动下得到了进一步的发展。