作为数字化制造的重要组成部分，CAPP负责将产品设计信息转化为制造信息，它既依赖于产品设计数据和制造资源等因素，又直接对产品的质量管理、生产管理和车间调度等产生影响，因此，如何有效管理工艺数据及工艺过程一直是研究的热点。PDM已经成为企业数据和设计开发过程管理的集成框架。本课题结合某企业数字化制造的实际需求，深入研究PDM/CAPP集成技术，提出了基于集成中枢模型的集成方案，并在实践中验证了其可行性。
工艺设计过程分析
在离散制造企业中，典型的工艺设计过程通常可概括为图1所示的过程。从图1可以看出，制造企业中产品、工艺、资源、生产数据之间具有不可分割的内在联系。工艺中的每一道工序/工步都依赖于零部件的特征信息或产品结构信息，不同的工序/工步会使用不同的刀、夹、量、辅等工具以及设备，同时还需要生成不同的NC代码，这样，以工艺数据为纽带，连接产品、资源、生产数据，共同构成复杂的企业数据网。在工艺设计过程中需要考虑这些数据之间的内在联系，同时，还需要对工艺设计过程进行控制，管理工艺人员的权限以及工艺文件的不同版本等。因此，工艺设计不是翻翻工艺手册，然后填写工艺卡片这样的简单工作，而是整个企业设计、制造、管理等活动中一个极为重要的有机组成部分。与此相对应，工艺规划系统的设计与开发也应该从产品生命周期的全局考虑，在集成框架中重新定义其功能范围和实现方法。
集成环境下CAPP分析
近年来，作为企业信息孤岛之一的CAPP，为适应企业制造环境，满足工艺设计过程的需求，功能不断扩展，如图2所示。
这种功能齐全、信息完整、自成一体的CAPP系统不仅成为工艺的设计平台，而且具备较强的工艺数据管理功能，目前市场上大部分CAPP都在向这个方向发展，如天河CAPP、大恒CAPP、艾克斯特CAPP以及西北工业大学开发的CAPP Framework等。作为独立使用的工艺设计与管理系统，这样的设计当然非常理想。但是，如果将CAPP融入企业设计/制造/经营/管理等一体化的集成框架中，上述优点反而变成实现集成的障碍，表现为功能重复、数据冗余、信息分割和封闭等。例如，CAPP的工艺流程控制、工艺文件的版本和安全管理等功能均与PDM重复，工艺资源管理则与ERP冲突，其用户数据、产品设计数据、资源数据、质量数据等都与其它系统有关联和冗余。因此，在以PDM为信息集成框架的企业数字化制造环境下，应当合理界定CAPP的功能范围，从工艺信息和工艺活动的本质出发，深入研究PDM/CAPP集成技术。
基于集成中枢模型的PDM/CAPP集成技术
1 集成中枢模型
建立一个能够清晰客观地反映产品、工艺、制造资源和生产数据之间本质联系且面向集成而又不依赖于具体应用的统一的数据关联模型，对于有效集成非常重要，通过对工艺设计过程的分析，本文提取仅与业务知道和业务活动有关的业务模型，并在此基础上建立了集成中枢模型，图3为采用UML建模语言描述的简化模型。
