通用型CAPP系统框架的研究与开发

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1、华东理工大学硕士 学 位论 文第 1页摘 要压 制 造 过 程 中 ， C A P P ( 计 算 机 辅 助 工 艺 设 计 ) 是 生 产 技 术 准 备 工 作 的 第 一 步 ， 也 是 连 接 产 品 设 计 与 产 品 制 造 之 间 的 桥 梁 。 随 着 计 算 机 麦 )A $ q is 技 术 在 企 业 中 的 推 广 和 应 用， C A P P 作为C I M S 的一个关键环节， 对其实用性和适用性提出了 越来越高的要求。原有 的 专 用 和 单 一 类 型 的以 即系 统 已 不 能 满 足 企 业 制 造 环 境 复 杂 化 和 动 态 性 的 要 求 。 因

2、此 ， 课题对C A P P 集成框架工具系统进行了 研究， 该框架系统实现了C A P P 的系统信息模型、功 能模型及决策逻辑的柔性化和可重配置、合理适度的人机决策支持机制，较好地解决了 创成C A P P 系统的适用性问题。同时，工具化的系统结构实现了C A P P 的通用性和实用性，克服了 C A P P系统开发中存在的重复劳动、开发周期长、成本高、后续开发和维护困难等 缺点，满足了企业实际生产的需要。系统还提供了基于权限分配的管理方式，能够很好 地适应快速变化的企业制造环境，并为版本管理提供了 方iv .关 键 词 : 计 算 机 辅 助 工 艺 设 if I 成 组 技 寿AD C

3、APPA 第 n 页华东理工大学硕士 学 位论 文T h e R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t o f G e n e r a l C A P P S y s t e m f r a m eABS TRACTC A P P ( C o m p u t e r A i d e d P r o c e s s P l a n n in g ) i s t h e fi r s t s t e p o f p r e p a r i n g f o r m a n u f a c t u r i n g . I t a l s o s e r v

4、 e s a s a b r i d g e l in k in g t h e d e s i g n a n d m a n u f a c t u r i n g o f t h e p r o d u c t s . G a t h e r a l o n g w it h C I MS t e c h n i q u e e x p a n d i n g a p p li c a t i o n in t h e m a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s e , C A P P a s a k e y li n k i n C I MS

5、 b r i n g u p p e d w i t h a p p l i c a b i l i t y m o r e a n d m o r e h ig h r e q u e s t . O r i g i n a l C A P P s y s t e m a l r e a d y c a n t s a t i s fi e d t h e c o m p l i c a t e e n v i r o n m e n t f o r t h e e n t e r p r i s e m a n u f a c t u r i n g . T h e r e f o r e

6、 , w e m a n a g e t o d e v e l o p a C A P P fr a m e t o o l s y s t e m , t h i s fr a m e w o r k c a n r e a l iz e d t h e C A P P s y s t e m i n f o r m a t i o n m o d e l , f u n c t i o n m o d 试fl e x ib l e o f l o g i c d e c i s i o n , r e a s o n a b l e l y w i t h in li m i t e d

7、 d e c i s i o n s u p p o rt m e c h a n i s m . I t i s b e t t e r t h a n t h e c r e a t in g C A P P s y s t e m . A t t h e s a m e t i m e , t h e s y s t e m c a n b e a l s o r e a l iz e d t h e t o o l a b l e c o n s t r u c t i o n i n g e n e r a l u s i n g w it h f u n c t i o n . I

8、 t o v e r c a m e s r e p e t it i o n o f l a b o r , l o n g p e r i o d o f d e v e lo p m e n t , h i g h c o s t a n d d iff i c u l t y m a in t e n a n c e e t c . w e a k n e s s , T h i s fr a m e c a n s a t i s f y t h e e n t e r p r i s e w i t h d e m a n d o f t h e a c t u a l p r o

9、 d u c t i o n . Me a n w h il e t h i s s y s t e m h a v e p r o v id e d le g a l p o w e r m a n a g e m e n t m e t h o d a c c o r d i n g t o a s s ig n , i t c a n e a s i l y b e e n a d a p t e d t o t h e e n t e r p r i s e in t h e f a s t v a r i e t y e n v i r o n m e n t , a n d it

10、s c o n v e n ie n c e d i n m a n a g e m e n t o f v e r s i o nK e y w o r d s : C A P P , G r o u p T e c h n i q u e ( G T ) , I n t e g r a t i o n o f C A D / C A P P / C A M作者声明我郑重声明:本人咯守学术道德，崇尚 严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自 撰写，并对所写内容负责。

11、论文作者签名:2 力 。 )年a月 r8日不 /P - A华东 理工大学硕 士 学 位 论 文第 1页第一章 绪论1 . 1 C A P P 发展概述C A P P ( C o m p u t e r A i d e d P r o c e s s P l a n n i n g )是计算机辅助T - 艺设计的简称I l l 。 工艺 设计是生产技术准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造之间的桥梁。高速发 展的计算机科技为工艺设计的自 动化奠定了基础。计算机能有效地管理大量数据，进行快速准确的计算，进行各种形式的比 较和选择，自 动绘图，编制表格文件和提供便利的编辑手段等。C A P P

12、由 此而生。C A P P不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据进行 科学的决策、自 动生成工艺规程，而且还能自 动计算工序尺寸、绘制工序图、选择切削参数和对工艺设计结果进行优化等，从而设计出一致性良 好的、高质量的工艺规程，也使工艺设计与C A D , C A M乃至M I S 等系统的 集成成为可能。另外，由于计算机中存储的信息可以反复利用，从而大大提高了工艺设计的效率。1 . 1 . 1 制造技术的发展趋势二十世纪末， 世界各国制造业普遍面临着日 益激烈的 全球化市场竞争， 为取得竞争优 势， 纷纷开展先进制造技术的研究， 提出一系列新概念和新方法 ， 如虚拟制造、敏捷制 造、智能制

13、造、可重组成制造等。一方面这反映出制造技术的重要性 ， 另一方面也反映出制造业和制造技术所面临的结构性问题及其所带来的挑战。在工业社会迈向 信息社会 时， 以制造业为代表的第二产业有着不可替代的 基础重要性， 但制造业和制造技术本身不 在是一个领头的工业和技术， 有必要审视2 1 世纪的制造业的需求及其技术的发展趋势叭二十世纪制造技术的发展将随着市场的全球化、竞争的激烈化、需求的个性化、生 产的人性化体现出制造技术的信息化、科学化和服务化的发展趋势.信息化是 2 1世纪制造技术发展的生长点。本世纪将是信息的时代。信息科学技术是信息的生产、采集、存储、变换、传递、处理及广泛利用的新兴科技领域 。

14、以 1 9 4 6 年第一台 计算机诞生及年代集成电 路的发明 为开端， 在半个多世纪 ， 信息技术已 成为科技 发展史上最辉煌， 发展最迅速的技术，信息技术将给 2 1世纪经济和社会发展带来革命性 变化， 将成为经济社会中 最重要的资源和竞争要素.制造业从 5 0 年代数控机床的发明 ， 标 志着机械制造业向 着信息化走出了 第一步， 随后制造信息化沿着三个方向推进， 一是现场 生产方面， 如: N C / C N C / D N C / P L C / F M S / A C等;二是产品和工艺设计方面 ， 如 C A D / C A P P / C A M 等; 三是生产管理和集成方面，

15、如 M R P / P D M / E R P / C I M S等。可以 说信息技术改变了当 代制 造业的面貌。目 前计算机和网络已成为制造业企业的基础环境和重要手段， 1 9 9 7年统计，世界 5 0 0第 2页华东 理工大学硕士 学 位 论 文强企业无一 例外地建立了内 部网;美国 波音公司利用C A D 技术和 I N T E RN E T 技术实现了 第 一架异地合作设计的、 无图 纸化飞 机;日 本公司实现了 通过网 上生 产线仿真系统， 客户可 以定量地分析所订购的生产线组成、价格、性能的不同方案。制造业在知识经济到来时 呈现明显的信息化趋势， 可以说信息技术将在更深层次上渗透

16、和改造传统制造业。数字化制造是席卷全球的数字化浪潮中的关键环节。它的本质是支持信息化或知识 化制造业的技术。如果从知识的产生、 传播和应用的角度看，数字化制造的第一个层次 是知识化， 即制造科学.没有对制造的科学理解， 就无法形成有关制造的科学知识， 不能将 制造计算化， 更谈不上制造的数字化;数字化制造的第二个层次是网络化， 网络作为一种 新兴的传播媒介， 已经改变了整个世界， 通过网络， 制造知识会更快和更有效地传播，从而 推动制造业进入信息高速公路; 数字化制造的第三个层次是可视化。友好的人机界面促 进了制造知识的使用。目 前各国己 经提出了许多先驱性的概念和理论， 包括敏捷制造、网络化设计与制造、虚拟制造、计算机集成制造等。计算机集成制造的 概念提出 较早， 在我国经十多年的8 6 3 / C I M S的项目 公关， 有着大量 的 应用经验， 无论是信息集成、过程集成、企业集成还是跨企业集成， C A D / C A M的 集成都是 实 施C I M S 最重要的环节之一。 由于C A P P 是C A D 和C A M 之间的桥梁， C A P P的研究开发对 C