一、美擎 CAPP 的誕生背景
中國制造業企業總量首次突破 600 萬家，盡管我國制造業總體規模連續 14 年位居全球第一，但關鍵基礎材料、核心基礎零部件、先進基礎工藝、核心輔機等工業基礎領域相對薄弱。傳統以 CAPP 和二維卡片為核心的工藝設計模式，已經無法適應高效、精益和集成、協同的研發及生產需求。
在這樣的背景下，美擎 CAPP 應運而生。美擎 CAPP 以三維模型驅動工藝設計，確保模型、參數從研發到工藝、制造的一致性。根據 2018 - 2022 年中國 CAPP 軟件行業市場規模及變動趨勢，隨著三維工藝、AI 等新技術的發展，未來中國 CAPP 軟件行業市場規模將會大幅增長，10 年復合增長率 14%，預計 2027 年將達到 36 億。美擎 CAPP 的出現，正是順應了這一市場趨勢，為中國制造業的數字化轉型升級提供了有力的支持。
美擎 CAPP 是美云智數完全自主研發的國產工藝管理軟件，它的誕生標志著中國在工業軟件國產化的道路上邁出了關鍵一步。它不僅能夠實現產品從 “設計” 到 “制造” 的無縫銜接，還能工藝數據結構化及支持下游數字化制造，以數據集成為載體拉通業務價值流，通過標準化及自動控制管理實現參數自動切換，讓制造更 “智能”。
二、美擎 CAPP 的核心功能
（一）三維工藝設計可視化
傳統工藝設計與產品設計脫節，導致工藝設計效率低下。美擎 CAPP 以三維模型驅動工藝設計，確保模型、參數從研發到工藝、制造的一致性?；?“模型結構樹”，在三維環境中實現工序、零部件、資源的高效動態分配。它包含產品三維模型的讀取、輕量化轉換、瀏覽，工序工步的規劃、工藝標注等功能，實現工藝設計前移。這樣不僅降低了產品設計問題，還縮短了試制試產周期。例如，在某制造企業中，使用美擎 CAPP 后，工藝設計效率提高了 30%，產品設計問題減少了 20%，試制試產周期縮短了 25%。
（二）工藝資源模型在線化
工藝制造資源面臨多頭管理，資源類別定義混亂，信息記錄不完整、不準確。美擎 CAPP 讓產品工藝工程師可在工藝系統中進行工藝資源三維模型設計，實現工藝資源模型與工藝系統的在線實時傳輸、調用，并與主流三維 CAD 工具集成。通過這種方式，實現了工藝資源模型的在線設計與管理，保證了線上線下數據的一致性，有效支撐了工藝設計以及仿真應用。在實際應用中，某企業借助美擎 CAPP，解決了工藝資源管理混亂的問題，提高了工藝設計的準確性和效率。
（三）設計與仿真一體化
對仿真任務而言，傳統管理容易導致任務過程不透明，執行流程不規范，仿真結果未統一管理。美擎 CAPP 實現了與包括美擎仿真在內的多種工藝仿真軟件的集成，涵蓋軟件一鍵啟動、仿真模型的工具調用、仿真結果的系統導入。實現了產品設計、工藝設計與工藝仿真的無縫協同，提升了制造可靠性，減少了模具更改。例如，某電子制造企業使用美擎 CAPP 后，制造可靠性提高了 25%，模具更改次數減少了 30%。
三、在線設計與生產的關系
（一）設計是生產的組成部分
在線設計在當今的生產過程中扮演著至關重要的角色，它已然成為生產的關鍵組成部分。以美擎 CAPP 為例，其通過在線化的三維工藝設計，讓設計師在研發過程中同步進行工藝設計，這一過程本身就是生產活動的重要一環。設計師不再是孤立地進行設計工作，而是與生產緊密結合，確保模型、參數從研發到工藝、制造的一致性。這種在線設計活動對于整個生產過程舉足輕重，它能夠提前進行生產準備規劃，為后續的生產環節奠定堅實的基礎。
（二）設計為生產服務
在線設計為生產提供了多方面的服務。首先，美擎 CAPP 的在線設計為工廠建設提供了支持，通過搭建在線化的工藝文檔庫，方便工廠在系統中創建、發布、修訂、廢棄工藝文檔，規范了工廠的管理流程。其次，在線設計為產品的改良和創新服務，設計師可以根據生產過程中的反饋及時調整設計方案，提高產品的質量和性能。例如，在某制造企業中，通過美擎 CAPP 的在線設計與生產的協同，對產品進行了多次優化，使產品的性能提升了 20%。此外，在線設計還為提高生產效率和效益服務，通過工藝資源模型在線化，實現了工藝資源的高效管理和調用，提高了生產效率。
（三）生產部門必須認識設計
生產部門只有正確認識在線設計，才能充分支持設計，實現二者的良性互動。生產系統的所有人員應接受正確認識設計的教育，形成企業共識。以美擎 CAPP 的應用為例，生產部門需要認識到在線設計在提高生產效率、保證產品質量等方面的重要作用。只有這樣，生產部門才會積極配合設計部門的工作，為在線設計提供必要的資源和支持。例如，某企業在推廣美擎 CAPP 的過程中，生產部門通過與設計部門的緊密合作，及時反饋生產過程中的問題，使得設計部門能夠快速調整設計方案，提高了產品的市場競爭力。
總之，在線設計與生產相互依存、相互支持。在線設計必須擁有生產的支持才能得到實現，而生產也需要在線設計的引領和服務，才能不斷提升競爭力，實現可持續發展。
四、在線設計縮短新品開發周期的方法
（一）提高產品 “三化” 程度
產品 “三化” 即產品系列化、零部件的通用化和標準化。產品系列化是對使用條件相通、設計依據相同和結構與功能相同的產品將其基本尺寸和參數按一定的規律編排，建立產品系列型譜，以減少產品品種，簡化設計。例如在汽車制造領域，通過產品系列化，可以針對不同的市場需求推出不同配置的車型，而在設計過程中可以共享大量的零部件和技術，從而縮短新產品的開發周期。
零部件通用化是在產品系列化的基礎上，在不同型號的產品之間擴大通用的零部件。這樣，可以大大減少零部件的品種數，從而減少了大量的產品設計工作量。相應地又可減少工藝準備，如編制工藝規程、設計制造專用工裝等的工作量，因而能極大地縮短它們的生產技術準備周期。以電子產品為例，許多品牌的手機在不同型號之間會采用通用的充電器接口、電池規格等，這不僅方便了消費者，也降低了企業的生產成本和開發周期。
零部件標準化則是按國家標準生產零部件，或進一步擴大通用零部件的應用范圍，將它們轉為工廠標準，從而更多地減少設計和加工制造的工作量，縮短生產技術準備周期。標準化的零部件可以提高生產效率和保證質量，同時也便于維修和更換。
（二）產品結構模塊化設計
產品結構模塊化是另一種簡化設計、減少零部件總數的設計合理化措施。它是將產品部件按功能特征分解成相對獨立的功能單元，并使他們的接口（結合要素形狀、尺寸）標準化，使它們成為可以互換、可按不同用途加以選用組合的標準模塊。這些模塊的不同結合，或模塊與其它部件的組合就能構成各種變形產品，以滿足不同的訂貨需要。
模塊化設計允許產品的不同部分可以獨立設計和定制。這意味著客戶可以根據其特定需求定制產品的特定模塊，從而實現定制化生產，滿足個性化需求，為企業帶來更多商機。同時，產品的不同模塊可以并行開發，從而大大縮短產品的開發周期。這種方法使得產品的上市時間可以大大縮短，有助于在市場上占據先機。
模塊化設計還能降低成本。產品的模塊可以進行標準化和共享，降低了設計和制造成本，并且降低了庫存成本和生產成本。當產品需要維修或升級時，只需替換或更新特定模塊，而不需要對整個產品進行大規模的修改。這有助于降低維護成本并延長產品壽命。
（三）六西格瑪設計 DFSS
六西格瑪設計 DFSS 是一種基于六西格瑪方法論的設計過程，它旨在通過精確的數據分析和全面的質量管理，來縮短產品開發周期，同時確保設計的質量。
DFSS 的應用范圍非常廣泛，它可以被應用在各種不同的行業中。在 DFSS 的每個階段中，企業都需要對數據進行全面的收集和分析，以確保產品的設計質量和性能符合預期。
DFSS 包括了多個階段，從確定設計目標、制定設計方案、到最終的產品驗證和發布。每個階段都有明確的目標和時間表，以確保整個設計過程的順利進行。通過并行工程等方法，DFSS 可以讓各個部門在設計階段就協同工作，避免后期的反復修改和調整，從而縮短產品開發周期。
五、在線化工藝文檔庫的作用
（一）打破信息孤島
在傳統的工藝文檔管理中，信息往往分散在各個部門和環節，形成了信息孤島。這使得工藝設計、生產制造等環節之間的溝通和協作變得困難，嚴重影響了工作效率和產品質量。而在線化工藝文檔庫的建立，可以將所有的工藝文檔集中存儲在一個平臺上，實現信息的共享和互通。例如，美擎 CAPP 的在線化工藝文檔庫，讓產品工藝工程師能夠在工藝系統中進行工藝資源三維模型設計，并實現與主流三維 CAD 工具的集成。這樣一來，不同部門的人員可以隨時訪問和調用所需的工藝文檔，打破了信息孤島，提高了工作效率和協同能力。
（二）自動生成工藝規程
在線化工藝文檔庫可以通過智能化的軟件系統，自動生成工藝規程。這不僅減少了工藝人員的工作量，還提高了工藝規程的準確性和一致性。例如，美擎 CAPP 系統可以根據產品的特點和加工要求，自動生成合理的工藝規程。同時，該系統還可以根據零件的特點和加工要求，制定出合理的工藝規程，保證產品質量和加工精度。據統計，使用美擎 CAPP 系統自動生成工藝規程，可以減少工藝人員 30% 的工作量，提高工藝規程的準確性和一致性 20% 以上。
（三）減少工作量，提高效率
在線化工藝文檔庫的建立，可以減少工藝人員的工作量，提高工作效率。工藝人員可以通過在線化工藝文檔庫，快速調用所需的工藝文檔和資源，避免了重復勞動和繁瑣的手工操作。同時，在線化工藝文檔庫還可以實現工藝文檔的實時更新和共享，讓工藝人員能夠及時了解最新的工藝要求和技術標準，提高工作效率。例如，某制造企業在使用美擎 CAPP 的在線化工藝文檔庫后，工藝人員的工作量減少了 25%，工作效率提高了 30%。
（四）保證質量
在線化工藝文檔庫可以保證產品的質量。通過在線化工藝文檔庫，工藝人員可以嚴格按照工藝規程進行生產制造，確保產品的質量和加工精度。同時，在線化工藝文檔庫還可以實現對工藝文檔的版本管理和控制，避免因使用錯誤的工藝文檔而導致的質量問題。例如，美擎 CAPP 的在線化工藝文檔庫可以對工藝文檔進行嚴格的版本管理和控制，確保生產現場使用的工藝文檔都是最新版本。同時，該系統還可以實現對工藝文檔的審批和發布流程的管理，保證工藝文檔的準確性和可靠性。
（五）促進協同
在線化工藝文檔庫可以促進不同部門之間的協同工作。通過在線化工藝文檔庫，不同部門的人員可以隨時訪問和調用所需的工藝文檔，實現信息的共享和互通。同時，在線化工藝文檔庫還可以實現對工藝文檔的審批和發布流程的管理，讓不同部門的人員能夠及時了解工藝文檔的審批和發布情況，提高協同工作的效率。例如，美擎 CAPP 的在線化工藝文檔庫可以讓產品設計、工藝設計、生產制造等部門的人員在一個平臺上進行協同工作，實現信息的共享和互通。同時，該系統還可以實現對工藝文檔的審批和發布流程的管理，讓不同部門的人員能夠及時了解工藝文檔的審批和發布情況，提高協同工作的效率。