一、前言
計算機輔助工藝規劃(Computer Aided Process Planning，縮寫CAPP)在國內已發展到比較成熟和理智的階段，所形成的各類商品化產品各具特色，涉及的行業已超出傳統的機械制造行業，向電子、化工、服裝等等行業滲透。但是，隨著企業信息化技術應用水平和知識共享的提高，普通文件型CAPP產品已不能適應企業信息化建設深入發展的需要，成為進一步應用企業資源規劃(ERP)的“瓶頸”之一。
基于數據庫的GS-CAPP大天綜合式工藝設計與管理系統，如圖1所示，是杭州浙大大天信息有限公司(簡稱大天公司)推出的、適應中國企業需求的、符合ISO9000管理體系的開放式企業工程應用軟件。GS-CAPP不僅滿足用戶的工藝設計與管理需要，而且滿足企業信息化技術的進一步發展，真正起到產品開發與產品制造、技術管理與生產管理、產品成本與制造成本的橋梁。
圖1 GS-CAPP系統界面
二、GS-CAPP系統概述
GS-CAPP系統誕生于1997年，是集工藝設計、數據統計和技術管理為一體的、企業技術范疇的計算機軟件產品。GS-CAPP系統吸取大量工藝專家的知識與經驗，有效集成人工智能、數據庫和CAD等多方面計算機應用技術，體現全新的工藝設計理念和管理思想。GS-CAPP系統在廣大用戶的大力支持下，已成為成熟的商品化產品。
GS-CAPP系統是一個面向企業級的、開放式的、柔性CAPP系統。系統采用了流行的C/S結構，可以方便地向未來基于Web的CAPP系統過渡。體系結構示意圖如圖2所示。
圖2 GS-CAPP體系結構圖
GS-CAPP系統面向企業的工藝部門和工藝技術人員，既能滿足工藝技術人員“甩鋼筆、甩手冊”的要求，又能適應整個工藝管理體系的要求，為企業信息化集成奠定良好的基礎。
GS-CAPP系統適用面廣、功能強大，可進行各種工藝規程設計，自動統計生成各種企業經營管理用的工藝報表。系統具備完善的安全機制，對整個設計流程和管理進行有效控制，系統提供的輔助設計工具，可對工藝設計進行引導。對用戶的Word、Excel、AutoCAD等老格式的工藝卡片信息，系統可自動轉換到數據庫中，使企業信息化建設的代價降到最低限度。
GS-CAPP系統工藝設計流程清晰，操作自如，遵從國家標準工藝設計和管理規范，可以引導企業的工藝設計和管理向標準化、規范化邁進。
GS-CAPP系統以卓越的技術品質和技術創新被公認為國內最成功的、完全基于數據庫的制造業工藝設計與管理應用軟件。由于GS-CAPP系統的杰出表現，被國家863/CIMS主題辦公室、中國軟件行業協會評為優秀軟件產品稱號，確定為主推CAPP產品，并獲得99年度國家科技進步三等獎。2003年，列入國家“863/CIMS”科技攻關課題的、以GS-CAPP系統為核心技術的基于三維CAD集成化CAPP技術，已成為GS-CAPP系統深入發展的新起點。
三、GS-CAPP系統主要特點
GS-CAPP系統是基于數據庫與圖形接口的、集成技術為核心的、國內商品化CAPP系統的杰出代表，具有可靠的安全性、簡捷的操作性、良好的開放性和廣泛的應用性。
1.系統采用面向對象的設計思想，糅合分布式、集成化、智能化CAPP的先進理論，汲取專家知識與經驗，強調系統的實用、通用和開放性，充分體現企業對工藝設計、工藝管理和質量管理等方面的要求。
2.系統采用基于分布式數據庫結構原理和管理模式，對系統產生的數據進行有效管理，使數據的流通和交流更為方便。
3.系統提出的工藝協同設計思想，把工藝路線、規程設計、數據統計、經驗積累、流程分配、資源利用、用戶管理等集合在產品構架上，把技術管理和質量控制貫穿于整個工藝設計過程中。
4.系統擁有的用戶安全管理體系，把安全機制控制到每一個產品、零部件、工藝文件和工序上，通過對人員、崗位、資源、產品、文件類型的操作權限設置，從而建立覆蓋設計、更改、審批、瀏覽、打印、管理、二次開發等過程的安全保障，確保系統資源和工藝文件的安全性和保密性，最大限度地滿足企業的安全要求，如圖3所示。
圖3 GS-CAPP安全體系
5.系統提出的以產品結構樹為中心的思想，通過對產品樹的整合，實現產品的工藝配置、裝配和工藝設計、數據統計與管理，如圖4所示。
圖4 GS-CAPP產品樹與典型零件管理
6.嚴格的流程控制和技術管理是設計質量的保證。通過設計、提交、審核、標準化審查和工藝會簽等流程，將設計過程與技術、生產管理各環節聯系起來。嚴格的文檔管理體系又將文檔分為設計、提交、審批、發布和更改等階段，配合安全保障體系將技術文檔的控制更加嚴密。系統具有工藝文件模糊查詢系統，通過分類、屬性、時間、人員、版本等等相互可組合條件，快速地進行工藝文件的查詢。如圖5所示。
圖5 GS-CAPP流程與查詢
7.所見所得的、可視化的、多方位的工藝設計方法是提高設計效率的主要途徑。通過導入的方式，使同類型、典型工藝派生為新工藝。通過零件屬性定義，以典型零件為創成模型，快速形成整套工藝。通過典型工序、工步、工藝資源、雙向關聯等技術，可以快速進行交互式設計，如圖6所示。
圖6 GS-CAPP工藝設計界面
8.豐富的、開放性的工藝資源幫助工藝人員快速進行工藝設計。系統的工藝資源包含了大量的設備、刀具、量具、夾具、工藝守則、材料等等數據。強大的工藝設計輔助工具不僅能處理冷加工、熱加工以及裝配工藝，還擁有參數化二維工藝附圖繪制、工序尺寸鏈計算、工時定額計算、公式編輯器、文件查詢等等輔助工具，如圖7所示。
圖7 GS-CAPP齒輪余量
9.快速的工藝定額確定、自動計算與統計，最大限度的發揮系統和計算機的作用。工時計算器和統計規則工具實現材料、工時定額及各類工藝數據的計算和統計，以通用的數據格式貫穿到企業資源管理體系中，如圖8所示。
圖8 GS-CAPP公式、工時和統計規則
10.系統成熟的集成技術更能使CAD/CAPP /PDM/ERP有效地運轉，充分體現技術與生產、技術與經營的連接橋梁。系統可作為單獨插件，順利集成到第三方系統中。
1)內嵌的GS-ZDDS核心體現了CAD的緊密集成。有效而快捷的在線圖形處理功能，使各類格式的設計圖形快速整合，設計屬性直接進入系統;
2)與GS-PDM的緊密集成，使工藝設計與管理控制在PDM系統下，設計屬性與工藝屬性、工藝路線、工序、工步合為一體，體現產品與工藝的協同設計;
3)與GS-ERP的緊密集成，產品BOM、工藝BOM、制造BOM、定額、裝備、材料技術數據及工藝路線、設備平衡、生產節拍、工作中心、環境條件等生產數據合為一體，實現技術經營一體化。
11.系統安裝簡便、操作方便、安全漢化、擁有數據窗和“所見即所得”等工藝文件設計與編輯模式，對硬件環境要求較低，能夠運行在不同類型的操作平臺和數據庫系統上。
四、GS-CAPP系統主要功能
GS-CAPP系統的主要功能從功能職責劃分可分為八類，即系統管理、安全管理、資源管理、工藝管理、卡片管理、工藝設計、輔助設計以及輔助工具等，如圖9所示。
圖9 GS-CAPP系統主要功能示意圖
1.系統管理。主要用于系統的維護和控制，其主要功能或工具為服務器端配置、客戶端配置、系統數據接口管理、系統數據備份與還原、系統工作日志管理、系統工作界面設置、系統輸入方式設置、工藝文件查詢與打印等等工具。
2.資源管理。主要對工藝設計的基礎數據進行描述，完成常用工藝數據結構的建立和數據維護等，其主要功能或工具為工藝資源、材料資源、設備資源、工裝資源、工時資源、工藝數據管理等。
3.安全管理。主要對操作GS-CAPP系統進行安全控制，其主要功能或工具為用戶管理、權限管理、授權管理等等工具
4.工藝管理。主要對工藝設計過程中或日常工藝管理進行控制，其主要功能或工具為工藝數據統計、工作流程控制、工作任務調度、工藝文件版本控制、產品樹管理等。
5.卡片管理。系統除提供符合國家/行業的標準的工藝格式進行工藝文件設計，如JB/T9165、SJ/T10324、YB/T127等外，還提供開放的工藝卡片設計系統。其主要功能或工具為工藝卡片格式設計、工藝卡片格式定義、工藝卡片關聯等。
6.工藝設計。主要對工藝規程提供設計方法，其主要功能或工具為交互設計、派生設計、創成設計、檢索設計、關聯設計等工藝設計方式。
7.輔助設計。在工藝規程設計過程中提供設計手段，其主要功能或工具為機械加工工藝、鑄造工藝、鍛造工藝、焊接工藝、熱處理工藝、表面處理工藝、裝配工藝等等輔助設計工具。
8.輔助工具。在工藝規程設計過程中提供的 工具。其主要工具為公式編輯器、通用公式計算、工時定額計算、參數化繪圖工具、工序尺寸鏈計算工具、統計規則編輯器等輔助工具。
五、結束語
GS-CAPP系統通過市場化運作和用戶的應用，產品技術上日益成熟，用戶遍及全國各地，占有較大的CAPP市場份額。從1997年開始，至今已累計裝機量三千余臺套，廣泛應用于通用機械、機床、儀器儀表、汽車、航空航天、化工機械、船舶、電子等等行業的工礦企業與研究院所。
目前，大天公司已形成了GS-CAPP系列化產品，能夠向廣大用戶提供單機版、網絡版和PDM版等多種用戶版本，以滿足用戶不同性質的需求，促進企業信息化建設。
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