一、前言
计算机辅助工艺规划(Computer Aided Process Planning，缩写CAPP)在国内已发展到比较成熟和理智的阶段，所形成的各类商品化产品各具特色，涉及的行业已超出传统的机械制造行业，向电子、化工、服装等等行业渗透。但是，随着企业信息化技术应用水平和知识共享的提高，普通文件型CAPP产品已不能适应企业信息化建设深入发展的需要，成为进一步应用企业资源规划(ERP)的“瓶颈”之一。
基于数据库的GS-CAPP大天综合式工艺设计与管理系统，如图1所示，是杭州浙大大天信息有限公司(简称大天公司)推出的、适应中国企业需求的、符合ISO9000管理体系的开放式企业工程应用软件。GS-CAPP不仅满足用户的工艺设计与管理需要，而且满足企业信息化技术的进一步发展，真正起到产品开发与产品制造、技术管理与生产管理、产品成本与制造成本的桥梁。
图1 GS-CAPP系统界面
二、GS-CAPP系统概述
GS-CAPP系统诞生于1997年，是集工艺设计、数据统计和技术管理为一体的、企业技术范畴的计算机软件产品。GS-CAPP系统吸取大量工艺专家的知识与经验，有效集成人工智能、数据库和CAD等多方面计算机应用技术，体现全新的工艺设计理念和管理思想。GS-CAPP系统在广大用户的大力支持下，已成为成熟的商品化产品。
GS-CAPP系统是一个面向企业级的、开放式的、柔性CAPP系统。系统采用了流行的C/S结构，可以方便地向未来基于Web的CAPP系统过渡。体系结构示意图如图2所示。
图2 GS-CAPP体系结构图
GS-CAPP系统面向企业的工艺部门和工艺技术人员，既能满足工艺技术人员“甩钢笔、甩手册”的要求，又能适应整个工艺管理体系的要求，为企业信息化集成奠定良好的基础。
GS-CAPP系统适用面广、功能强大，可进行各种工艺规程设计，自动统计生成各种企业经营管理用的工艺报表。系统具备完善的安全机制，对整个设计流程和管理进行有效控制，系统提供的辅助设计工具，可对工艺设计进行引导。对用户的Word、Excel、AutoCAD等老格式的工艺卡片信息，系统可自动转换到数据库中，使企业信息化建设的代价降到最低限度。
GS-CAPP系统工艺设计流程清晰，操作自如，遵从国家标准工艺设计和管理规范，可以引导企业的工艺设计和管理向标准化、规范化迈进。
GS-CAPP系统以卓越的技术品质和技术创新被公认为国内最成功的、完全基于数据库的制造业工艺设计与管理应用软件。由于GS-CAPP系统的杰出表现，被国家863/CIMS主题办公室、中国软件行业协会评为优秀软件产品称号，确定为主推CAPP产品，并获得99年度国家科技进步三等奖。2003年，列入国家“863/CIMS”科技攻关课题的、以GS-CAPP系统为核心技术的基于三维CAD集成化CAPP技术，已成为GS-CAPP系统深入发展的新起点。
三、GS-CAPP系统主要特点
GS-CAPP系统是基于数据库与图形接口的、集成技术为核心的、国内商品化CAPP系统的杰出代表，具有可靠的安全性、简捷的操作性、良好的开放性和广泛的应用性。
1.系统采用面向对象的设计思想，糅合分布式、集成化、智能化CAPP的先进理论，汲取专家知识与经验，强调系统的实用、通用和开放性，充分体现企业对工艺设计、工艺管理和质量管理等方面的要求。
2.系统采用基于分布式数据库结构原理和管理模式，对系统产生的数据进行有效管理，使数据的流通和交流更为方便。
3.系统提出的工艺协同设计思想，把工艺路线、规程设计、数据统计、经验积累、流程分配、资源利用、用户管理等集合在产品构架上，把技术管理和质量控制贯穿于整个工艺设计过程中。
4.系统拥有的用户安全管理体系，把安全机制控制到每一个产品、零部件、工艺文件和工序上，通过对人员、岗位、资源、产品、文件类型的操作权限设置，从而建立覆盖设计、更改、审批、浏览、打印、管理、二次开发等过程的安全保障，确保系统资源和工艺文件的安全性和保密性，最大限度地满足企业的安全要求，如图3所示。
图3 GS-CAPP安全体系
5.系统提出的以产品结构树为中心的思想，通过对产品树的整合，实现产品的工艺配置、装配和工艺设计、数据统计与管理，如图4所示。
图4 GS-CAPP产品树与典型零件管理
6.严格的流程控制和技术管理是设计质量的保证。通过设计、提交、审核、标准化审查和工艺会签等流程，将设计过程与技术、生产管理各环节联系起来。严格的文档管理体系又将文档分为设计、提交、审批、发布和更改等阶段，配合安全保障体系将技术文档的控制更加严密。系统具有工艺文件模糊查询系统，通过分类、属性、时间、人员、版本等等相互可组合条件，快速地进行工艺文件的查询。如图5所示。
图5 GS-CAPP流程与查询
7.所见所得的、可视化的、多方位的工艺设计方法是提高设计效率的主要途径。通过导入的方式，使同类型、典型工艺派生为新工艺。通过零件属性定义，以典型零件为创成模型，快速形成整套工艺。通过典型工序、工步、工艺资源、双向关联等技术，可以快速进行交互式设计，如图6所示。
图6 GS-CAPP工艺设计界面
8.丰富的、开放性的工艺资源帮助工艺人员快速进行工艺设计。系统的工艺资源包含了大量的设备、刀具、量具、夹具、工艺守则、材料等等数据。强大的工艺设计辅助工具不仅能处理冷加工、热加工以及装配工艺，还拥有参数化二维工艺附图绘制、工序尺寸链计算、工时定额计算、公式编辑器、文件查询等等辅助工具，如图7所示。
图7 GS-CAPP齿轮余量
9.快速的工艺定额确定、自动计算与统计，最大限度的发挥系统和计算机的作用。工时计算器和统计规则工具实现材料、工时定额及各类工艺数据的计算和统计，以通用的数据格式贯穿到企业资源管理体系中，如图8所示。
图8 GS-CAPP公式、工时和统计规则
10.系统成熟的集成技术更能使CAD/CAPP /PDM/ERP有效地运转，充分体现技术与生产、技术与经营的连接桥梁。系统可作为单独插件，顺利集成到第三方系统中。
1)内嵌的GS-ZDDS核心体现了CAD的紧密集成。有效而快捷的在线图形处理功能，使各类格式的设计图形快速整合，设计属性直接进入系统;
2)与GS-PDM的紧密集成，使工艺设计与管理控制在PDM系统下，设计属性与工艺属性、工艺路线、工序、工步合为一体，体现产品与工艺的协同设计;
3)与GS-ERP的紧密集成，产品BOM、工艺BOM、制造BOM、定额、装备、材料技术数据及工艺路线、设备平衡、生产节拍、工作中心、环境条件等生产数据合为一体，实现技术经营一体化。
11.系统安装简便、操作方便、安全汉化、拥有数据窗和“所见即所得”等工艺文件设计与编辑模式，对硬件环境要求较低，能够运行在不同类型的操作平台和数据库系统上。
四、GS-CAPP系统主要功能
GS-CAPP系统的主要功能从功能职责划分可分为八类，即系统管理、安全管理、资源管理、工艺管理、卡片管理、工艺设计、辅助设计以及辅助工具等，如图9所示。
图9 GS-CAPP系统主要功能示意图
1.系统管理。主要用于系统的维护和控制，其主要功能或工具为服务器端配置、客户端配置、系统数据接口管理、系统数据备份与还原、系统工作日志管理、系统工作界面设置、系统输入方式设置、工艺文件查询与打印等等工具。
2.资源管理。主要对工艺设计的基础数据进行描述，完成常用工艺数据结构的建立和数据维护等，其主要功能或工具为工艺资源、材料资源、设备资源、工装资源、工时资源、工艺数据管理等。
3.安全管理。主要对操作GS-CAPP系统进行安全控制，其主要功能或工具为用户管理、权限管理、授权管理等等工具
4.工艺管理。主要对工艺设计过程中或日常工艺管理进行控制，其主要功能或工具为工艺数据统计、工作流程控制、工作任务调度、工艺文件版本控制、产品树管理等。
5.卡片管理。系统除提供符合国家/行业的标准的工艺格式进行工艺文件设计，如JB/T9165、SJ/T10324、YB/T127等外，还提供开放的工艺卡片设计系统。其主要功能或工具为工艺卡片格式设计、工艺卡片格式定义、工艺卡片关联等。
6.工艺设计。主要对工艺规程提供设计方法，其主要功能或工具为交互设计、派生设计、创成设计、检索设计、关联设计等工艺设计方式。
7.辅助设计。在工艺规程设计过程中提供设计手段，其主要功能或工具为机械加工工艺、铸造工艺、锻造工艺、焊接工艺、热处理工艺、表面处理工艺、装配工艺等等辅助设计工具。
8.辅助工具。在工艺规程设计过程中提供的 工具。其主要工具为公式编辑器、通用公式计算、工时定额计算、参数化绘图工具、工序尺寸链计算工具、统计规则编辑器等辅助工具。
五、结束语
GS-CAPP系统通过市场化运作和用户的应用，产品技术上日益成熟，用户遍及全国各地，占有较大的CAPP市场份额。从1997年开始，至今已累计装机量三千余台套，广泛应用于通用机械、机床、仪器仪表、汽车、航空航天、化工机械、船舶、电子等等行业的工矿企业与研究院所。
目前，大天公司已形成了GS-CAPP系列化产品，能够向广大用户提供单机版、网络版和PDM版等多种用户版本，以满足用户不同性质的需求，促进企业信息化建设。
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