一、引言
迄今为止，在国内外已开发出的CAPP系统中，多数是针对特定的零件类型和特定的设备条件开发的，这种开发策略使得CAPP系统的应用范围受到严格限制，从而严重地影响了其通用性与实用性。为此，面向多品种零件和各个企业加工设备，我们提出基于零件－设备特征匹配（Part-Equipment Feature Matching，简称P-EFM）的CAPP方法，较好地解决了CAPP系统的通用性和实用性问题。
二、信息描述模型
CAPP的工作就是让计算机“熟悉”零件信息和企业设备制造能力的信息，并把待加工的零件信息与企业加工设备的制造能力（机床、夹具和刀具的制造能力的有机统一）信息进行匹配，为零件设计适当工艺的过程。因此，不仅零件信息，企业设备的制造能力信息也是CAPP系统的基础数据，它们都直接影响整个系统的通用性和实用性。建立好零件与设备的信息描述模型是解决系统通用性和实用性的前提和关键性工作。
P-EFM信息描述模型集零件信息与企业设备制造能力信息的描述于一体。下面从两个基本特性方面进行介绍。
1.特征性
在制造技术领域中，零件特征表示与制造操作和工具相关的形状和技术方面的属性，即一个零件几何形状的工程意义。特征的分类是P-EFM信息描述模型特征性的基础。一般而言，零件特征可分为管理特征、形状特征、精度特征、技术特征和材料热处理特征共五大类。管理特征描述与零件管理有关的所有信息，如标题栏信息、未注粗糙度信息等。形状特征描述零件的公称几何关系，它不但是最主要的，而且是种类最多、描述最复杂的零件特征。根据其是否常见，形状特征可分为基本形状特征和特殊形状特征两大类。基本形状特征根据其在构造零件中所起的作用不同，可分为主特征和辅特征两类。主特征又分为简单主特征（如圆柱体、圆锥体、长方体等）和宏特征（如轮毂、轮辐、盘等）。辅特征又分为简单辅特征（如孔、槽、螺纹等）、复制特征（如周向均布孔、阵列孔、轮缘等）和组合特征（如阶梯孔、中心孔等）。特殊形状特征是指某些零件上所具有的特殊形状，如水泵叶轮的流道、高压开关上的直向榫槽等。这类特征不便于分类，其信息没有固定的格式。精度特征描述几何关系的允许变化范围。
为了方便起见，精度特征分为如下两类：
(1)独立精度特征是指单个形状特征本身的精度要求，如定形尺寸精度、形状精度、表面粗糙度等。
(2)关联精度特征是指多个形状特征之间的精度要求，如位置精度、定位尺寸精度等。
我们把独立精度特征作为属性放在形状特征的描述参数里，把关联精度特征分为位置精度特征和定位尺寸精度特征两类，把与关联精度相关的所有因素作为属性，放在关联精度特征的描述参数里。技术特征描述零件的技术要求。材料热处理特征描述与零件材料和热处理有关的所有信息，如零件材料、热处理方式、硬度等信息。零件特征的分类如图1所示。
图1 零件特征分类
设备制造能力特征则表示与设备制造能力相关的技术属性，即一台设备所能加工零件特征的性能范围。一般而言，设备制造能力特征可分为管理特征和功能特征两大类。管理特征描述与设备管理相关的所有信息，如机床名称、类型、编号、重量、所属车间、所用夹具、所用刀具、台时费用、可用时间和当前状态等。功能特征描述设备所具备的加工能力，其信息内容主要从加工零件范围、设备负荷、切削用量、生产率和加工成本这几个方面进行考虑。根据其是否特殊，功能特征可分为常规功能特征和特殊功能特征两大类。常规功能特征体现设备所具备的通常加工能力。特殊功能特征是指由于采用了特殊的夹具、刀具或者对机床进行了改造而使设备所具备的特殊加工能力，如某厂旧车床改装的钻深偏心孔的加工能力就属此类。设备制造能力特征的分类如图2所示。
图2 设备制造能力特征分类
根据上述情况，分别用式（1）和式（2）来描述零件信息和设备制造能力信息的组成。若将零件和设备制造能力统称为描述对象，则描述对象的信息可分解成若干特征单元。
零件信息=管理特征+形状特征+精度特征+技术特征+材料热处理特征 （1）
设备制造能力信息=管理特征+功能特征 （2）
由于篇幅限制，关于零件与设备信息的描述在此不作具体的介绍。
2.开放性
在系统开发中，描述对象特征信息一般都集中于特征信息库中。P-EFM信息描述模型的开放性表现在它所构建的特征信息库为开放式的。多数已开发的CAPP系统构建零件特征信息库时，仅对所考虑范围内的零件特征信息进行描述，当要输入的信息超出特征信息库中描述范围之外时便无法输入。这样构建的特征信息库为封闭式的。封闭式特征信息库不可能包含所有特征，因此严重限制了CAPP系统的应用范围。
P-EFM信息描述模型采用式（3）的结构构建了开放式的特征信息库，很好地克服了上述缺陷。
描述对象特征 = 通用特征+自定义特征 （3）
