工艺设计是连接产品设计与产品制造的桥梁,是制造系统的关键环节,对产品质量和制造成本具有极其重要的影响。工艺设计与管理的数字化既是制造企业“甩图纸”的核心内容之一,也是“甩帐表”的重要组成部分。在国家科技部的推动下,经过“九五”和“十五”期间的努力,我国自主研发的CAPP软件产品在国内市场上占据了领导地位。但传统的CAPP软件沿用的是卡片式的处理方式,绝大部分企业CAPP的应用停留在工艺卡片的编辑、工艺信息的统计汇总、工艺流程和权限的管理与控制方面,随着制造业企业越来越多地采用三维CAD进行产品设计,随之产生了一系列的问题需要解决,如工艺如何和三维CAD进行集成、工艺如何基于三维CAD进行加工工艺设计和装配工艺设计等等,基于三维产品模型工艺规划已经成为企业的迫切需求。尤其以流水线为加工方式的装配型企业,按工位组织生产,车间的自动化程度较高,如何进行工厂的结构化布局、如何进行工艺过程和生产节拍的优化等等,都是企业要迫切解决的问题。目前国外的主要PLM厂商如西门子、PTC、达索等公司已经可以提供数字化制造的工艺解决方案,先进的装配制造企业已经在初步应用三维CAPP,如奇瑞汽车,在装配、焊装工艺采用达索的DELMIA作为他们的数字化制造工艺的解决方案,着重处理车间的数字化仿真和模拟,但国内厂商的CAPP仍然以卡片编辑为主,而更多的企业在应用传统的CAPP,已经渐渐认识到传统的CAPP并不能满足他们的需求,如神龙汽车,已经在逐步探讨三维CAPP在他们企业如何进行应用,而国外三维CAPP昂贵的费用又是一些企业所承担不起的。针对流水线、装配型企业,通过对装配型企业总装工艺的深入了解,对CAPP、MPM、三维技术等相关资料的学习,研究基于三维CAD的三维结构化工艺,主要涉及到三维结构化工艺模型的搭建、三维可视化的处理、车间布局、生产线平衡等关键技术的研究,完成该系统的需求分析和系统实现。所以本课题研究成果的推广应用,对于巩固和提升我国CAPP产品的地位,提高我国制造业企业产品的工艺创新能力、缩短产品研制周期、提高市场应变能力具有重要意义。