一、引言
隨著21世紀的到來，經濟競爭已成為世界各國競爭的一個焦點和世界發展的重要推動力，而各類制造業競爭的核心主要集中在以知識為基礎的新產品上。并行工程(CE)和虛擬制造(Virtual Manufacturing，簡稱VM)正是新一代先進制造技術領域的重要組成部分，它對于企業加速新產品的開發具有十分重要的意義。
并行工程以CIMS的信息技術為基礎，通過組成多學科產品開發隊伍、改進產品開發流程、利用各種DFX(面向某一領域的設計)工具等手段。使產品在開發的早期階段就能考慮到下游的各種因素，以達到提高產品質量、降低成本、縮短開發周期的目的。并行工程的一個焦點是在信息和功能的層次上實現產品詳細設計和制造過程設計的集成。制造過程設計包括面向制造的設計(DFM、CAPP、CAM)及其后置處理(產生數控代碼)、計算機輔助工裝夾具設計(CAFD)和制造過程仿真(Manufacturing Process Simulation，簡稱MPS)等，其中CAPP是制造過程設計的核心。
本文針對CECAPP應具備的新特點：如工作進程應在CE產品開發過程動態模型的控制下與上下游功能模塊協同作業；在設計領域與CAD、CAFD、CAM等進行信息和功能集成；與制造系統的生產計劃與調度系統(PPS)進行信息和功能的集成等，就CAPP系統走向工程化、集成化和智能化的幾個關鍵方法和技術進行討論。
二、系統體系結構
1．CECAPP系統應具備的特點
并行設計系統不能依靠現存CAD和CAPP系統的簡單疊加而形成，因為后者是一種基于串行模式，且其設計工作在各自領域內相對獨立的開發活動。由于沒有考慮彼此之間的交互建模，結果使得產品設計的效率變低，產品開發成本提高。
CECAPP系統與CAD之間的信息交互應是動態的、雙向的：一方面，CAPP應在設計的早期階段對設計方案作出可制造性評價，并向CAD提供參考意見；另一方面，借助制造工藝和制造資源功能的柔性，CAPP應能對同一設計對象生成多種工藝方案，以適應動態變化的制造環境并接受反饋意見重選工藝方案；此外，CECAPP應是一種人機交互、協同決策的系統，即CAPP應在各子過程間為人工決策提供機會，并向用戶報告可能的決策結果，使用戶可視化地參與設計以實現全局優化，從而保證工藝決策的決速性、準確性、實用性。總之，CECAPP應是動態的、分步漸進式的工藝設計，是柔性的、人機協同開放式的工藝設計。
最后，為實現工程化、實用化，CECAPP系統還應具備通用的系統框架和靈活的組織方式，以便用戶根據自己的需要組織系統的功能模塊以形成應用軟件；應具有較高的適應性和靈活性以使用戶在工藝設計過程中自行定義設計所需的決策邏輯模型、工藝知識、數據結構、工藝表格、工藝文檔排版格式、接口文件格式等；工藝決策方法應包括檢索式、派生式、創成式以及實例基和知識基推理決策等多種形式，用戶可根據自己的需要選用不同的決策方式。
2．CECAPP系統的體系結構及其外部關系
圖1描述的是CECAPP功能體系及其在并行工程環境下與其它功能模塊的關系。可以看出，無論從信息還是功能的角度來出發。工藝設計都是并行工程的核心環節之一。
三、CECAPP集成化應用的關鍵技術
CECAPP集成化是全面實現企業產品工藝設計和管理的計算機化與信息化，并逐步實現與PDM、MIS等系統對產品工藝信息的全面集成和產品設計、工藝設計、生產計劃調度的全過程的集成。鑒于CAPP集成化應用分層次、分階段的漸進發展特性，這一過程可分為面向產品工藝數據共享的CAPP信息集成、面向數控加工類零件的CAD/CAPP/CAM集成以及面向產品設計/工藝設計/生產計劃與調度全過程集成等三個層次。
1．面向產品工藝數據共享的信息集成機制
作為產品數據的重要組成部分，產品工藝數據是企業生產信息的交匯點。并行工程強調產品設計及其相關活動的信息集成與功能集成，即強調產品開發過程上、下游活動的協調與并行。而產品在生命周期的不同過程所涉及的數據及其要求不盡相同，因此需要一個抽象的、中性的、能夠滿足各于系統要求的統一信息表達與交換機制來實現不同過程間的信息傳輸與交換。采用集成產品建模技術所形成的全局產品數據模型可以解決這一問題。
集成產品建模方法如圖2所示。以Pro/E軟件的特征造型功能為支撐建立產品特征庫，借助Pro/Develop工具進行特征信息的提取與匹配，根據CAD特征造型系統提供的產品特征信息及STEP應用協議CE—AP，在STEP—DT工具的支持下，通過實例化的操作將其映射成STEP中性文件，為DFM和CAPP等下游系統提供中性數據交換文件。由此模型形成的零件信息具有動態性、一致性、完整性，能夠滿足CECAPP的新要求。
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