第 1章 汽车制造工艺过程概述 1.1汽车制造业的特点 汽车的生产过程是通过一系列工艺流程将原材料转化为相应产品的过程。汽车作为具有复杂结构的机械产品，组成元件数量及种类繁多，部分零件及总成的技术要求高，意味着汽车的生产过程是一个复杂的过程。通常，汽车的制造过程包括原材料的选取、毛坯件的制造、零件的机械加工、毛坯件及零件的热处理、部件的装配及车辆的总装、产品后续的质量检验、性能测试等一系列流程。 汽车的生产过程复杂，需要不同专业化生产车间及不同行业的紧密协作。例如，一辆汽车的生产涉及了机械制造行业、玻璃制造业、电子器械制造行业等，不同行业为生产过程的顺利进行提供了保证。任何一家汽车制造行业都不可能承担全部零件的生产任务。一般地，企业只需完成车辆生产过程的核心零件的生产任务，如发动机、变速器、车架等。在企业内部，基于生产过程的工艺需求，设置铸造、锻造、热处理等不同的专业化车间。各专业化车间按照产品的协作原则完成产品的不同工艺流程，输出最终的产品。汽车的生产过程复杂，是由汽车制造企业与其配套企业共同完成的，具有社会化的特点。 1.2汽车生产的工艺过程 工艺过程作为生产过程的重要一环，是通过改变原材料的形状、尺寸、相对位置和性质等属性，将其加工成为成品或半成品的过程。对于汽车制造而言，其工艺过程包括锻造工艺过程、铸造工艺过程、热处理工艺过程、机械加工及部件或零件的装配工艺过程等在内的一系列工艺过程。锻造是通过快速闭合冲头和模具，使加热工件受压变形至与模具型腔重合，得到具有一定形状、尺寸和性能锻件的工艺方法。铸造是通过将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后得到具有一定形状、尺寸和性能铸件的工艺方法。热处理是指零件在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以使零件具备预期组织和性能的一种金属热加工工艺方法。机械加工则是通过各种不同的加工装置，利用合适的加工方法，改变毛坯的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为符合产品设计及生产要求的零件的工艺过程。零件的装配工艺过程则是通过规定的装配技术要求，有序完成各零件的装配过程，使其成为具有特定功能的部件。轿车的主要生产过程如图11所示。 图11轿车的主要生产过程 机械加工工艺过程是由一个或多个按一定顺序进行的工序组合而成的。同时，工序又可进一步细化为安装、工位、工步和走刀等内容。它们按一定顺序进行，逐步地改变毛坯的形状、尺寸及材料的性能，使其成为符合设计要求的零件。 1. 工序 工序是工艺过程的基本组成部分，是指一个(或一组)工人，在一个工作地(或机床设备)对一个(或同时对几个)工件连续完成的那一部分工艺过程。工人、工作地、工件及连续作业是构成工序的四要素。连续作业是指在该工序内的所有工作均是不间断地接连完成。因此，工序划分的依据便在于： 零件加工过程中的工作地(或机床设备)是否发生改变，对一个工件不同表面的加工过程是否连续完成。若其中任何一个条件发生改变，则应划分为另一工序。工序的划分有利于生产效率的提高和生产成本的降低，同时，也利于企业劳动定额的制定，工人、机床设备以及作业计划的安排。 汽车制造工艺学 第1章汽车制造工艺过程概述 2. 安装 安装是指工件在一道工序中在经过一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。在同一工序中，工件可能只经过一次装夹，也可能经过多次装夹。在安装过程中，工件的形状、尺寸及材料性能等均未发生改变，可视为工艺过程的辅助性内容，但它是完成工序不可缺少的步骤。在同一加工工序中，应尽量减少安装次数，以减少装夹误差以及提高生产效率和工件的质量。 3. 工位 工位是指工件在一次安装中，工件在机床上相对于刀具占有的每一个加工位置。在一次安装中可以使工件占有多个加工位置。 图12工件在回转工作台上加工示意图 1—装卸工件； 2—钻孔； 3—扩孔； 4—铰孔 图12所示为一利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四工位加工的例子。 4. 工步 工步是指在一个工序中，当加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都保持不变时所完成的那一部分工艺过程。划分工步的标志是上述四个因素均不变，若有一个发生改变，则应视为不同工步。图13所示为五个工步连续加工变速器第一轴阶梯外圆。有时为了提高生产效率，通常在一个安装条件下，利用多套刀具对多个表面同时进行加工，这也可看做一个工步，也称为一个复合工步。 5. 走刀 在同一个工步中，若工件待切削金属层较厚，可分多次进行切削，每一次切削，就称为一次走刀，亦叫一个工作行程。根据被切除的金属厚度不同，一个工步可以包括一次或数次走刀，如图14所示。 图13车削变速器第一轴阶梯外圆 图14走刀示意图 1.3汽车产品的生产性质、生产纲领和生产类型 1.3.1生产纲领 对于汽车制造厂来说，根据市场需求、销售和自身的生产能力制定的年产量和进度计划，便称为该汽车制造厂的生产纲领。而对于汽车零件的生产车间或协作厂的生产纲领，可利用下式确定： N=Qn(1+α)(1+β)(11) 式中： N——零件的生产纲领(件/年)； Q——产品的生产纲领(台/年)； n——每台汽车中含该零件的数量(件/台)； α——该批次中备件的百分率； β——该批次中废品的百分率。 将生产纲领所确定的零件数量在一年里分批生产，每批生产的数量即为批量。但需注意，汽车零件生产车间、协作厂或生产线由于所生产的产品零部件的结构特点、工艺特点、需求量以及零部件使用寿命长短不同，可能具有不同的生产类型。 1.3.2生产类型和生产方式 汽车产品的销售与工厂的生产能力，决定了工厂的生产纲领，而生产纲领的制定，则决定了产品的生产类型，生产类型一般分为单件生产、成批生产及大量生产。 1. 单件生产 单件生产是指一次生产一台或少量的几台汽车，不重复或很少重复的一种生产方式。该种生产类型大都出现在汽车产品试制阶段。这种生产类型所生产的汽车产品，由于往往只进行一次或很少重复，因此在生产组织上很灵活，加工设备为通用设备，专用夹具使用较少，而更多的是采用组合夹具。 2. 成批生产 成批生产是指周期性轮换制造相同的产品，制造过程具有一定的重复性。根据批量的大小，成批生产又可细分为小批生产、中批生产及大批生产。中、重型载货汽车的生产属于该种生产类型。在小批生产中，汽车产品产量不多，但周期性生产，其特征与单件小批量生产相似。大批生产的工艺过程特点和大量生产相似； 中批生产的工艺过程特点则介于单件小批量生产和大批量生产之间。 3. 大量生产 大量生产是指产品的数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件或几种相似零件的某一工序的生产活动。汽车产业链的加工，均采用该种生产类型。由于大量生产的零件数量很多，因此，在生产组织上，按零件的结构或部件的独立功能作用专业化进行，如发动机、变速箱、车身等。同时，为了提高生产效率，生产设备常采用专用机床设备。 三种不同的生产类型，在实际生产中可能同时发生在一个工厂、甚至一个车间内。例如，某一发动机的制造是成批生产，但是发动机所用的某一个零件可能采用大量生产方式。此外，在一个专业化制造厂或车间内，根据零件的结构、尺寸和工艺特征的相似性，对同类零件进行分组，将同组零件集中在一条生产线或一台设备上进行加工，这便是所谓的成组技术。这样，既可使多品种小批量零件生产统一起来变为成批大量生产，又可采用先进的生产工艺和生产组织形式。当生产从一种零件转换到另一种零件时，设备或生产线不需调整或稍作调整即可。 传统汽车生产同其他产品一样，选用生产类型与生产方式的准则仍然是质量、成本、生产率。但随着生产技术的发展，人们消费水平的提高，消费的个性化以及汽车制造竞争日趋激烈，使传统的大批量生产类型正逐步被多品种小批量生产模式所取代。质量、成本、生产率这一传统准则的内涵也被赋予了新的含义，从而在汽车制造领域内提出了新的T(交货时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)准则。根据TQCS四要素的要求，在满足用户需求的前提下，为了在激烈的市场竞争中占领优势地位并取胜，快速响应制造的概念正在汽车制造业界以风起云涌之势推广开来。快速制造不仅要求更新换代的进程，而且要求保持质量领先。因此，确定一种汽车产品的生产类型、生产方式及制造工艺时，既要对汽车制造技术有深刻透彻的掌握，还要从汽车生产管理的角度做出有战略眼光的选择。 汽车及其零部件的生产过程实际上包括零件、部件及整车生产的全过程。纵观世界汽车制造的生产方式，主要有以下三种： (1) 生产全部零部件，并且组装整车； (2) 只负责汽车的设计和销售，不生产任何零部件； (3) 生产一部分关键的零部件(如发动机等)，其余的向其他专业生产厂(公司)成套采购。 第一种生产方式，如传统上的一些大型、超大型汽车制造企业，这些企业拥有汽车所有零部件设计、加工制造能力，在一个局部地区形成大而全、小而全的托拉斯汽车制造企业。这种生产方式对市场的适应性极差，难以做到生产设备负荷的平衡，固定资产利用率低，工人工作极不均衡，是一种呆板、跟不上时代、落后的生产方式。 第二种生产方式，固定资产投入少，充分适应市场变化快的特点，转产容易，使汽车生产彻底社会化、专业化，如国外敏捷制造中的动态联盟。其实质就是在互联网信息技术支持下，在全球范围内实现这一生产方式。这种生产方式突出了知识在现代制造中的作用和地位，是一种将传统的汽车制造由资金密集型向知识密集型过渡的先进生产方式。 第三种生产方式，克服了第一种方式的投资大、对市场适应性差的缺点，也克服第二种方式不能控制掌握汽车制造中的核心技术和工艺的不足，成为当今汽车制造最常用的生产方式之一。按这种生产方式运作，汽车生产只控制整车、车身及发动机等核心零部件的设计、生产，其余零部件由专业生产厂家提供。如美国的三大汽车公司，在各自公司周围有成百上千的专业生产企业，承担了汽车零件、配件和汽车生产所需的专用工装夹具、模具、专用设备的生产供应。日本的汽车工业生产格局也是如此。如日本电装、丰田工机等公司原来都是典型的专业生产零部件的企业，它们不仅为日本本国汽车生产企业提供配件，并且为全球汽车生产厂商供货。以日本电装为例，它原是丰田旗下的一个汽车电器配套子公司，1949年另立门户后，现已经成为年产值超过120亿美元的日本最大的汽车零部件生产厂，所生产的汽车空调器、起动机、刮水器、散热器等产品市场占有率位居世界首位。 20世纪初到中叶，汽车制造主要以福特生产方式为代表，其生产特点为典型的大批量生产方式。专用设备、刚性生产线，以及零件高度互换和质量统计分析为主的质量保证体系，代表了它的主要特征。这个时期，工序优化的制造技术研究对提高生产率、降低制造成本发挥了决定性作用。但随着经济的发展，人们消费水平的提高，汽车消费要求日趋个性化，多品种、小批量的汽车生产方式逐渐占据主导地位。但在多品种、小批量生产方式中，汽车制造的效益不再显著。如何面对激烈的市场竞争，使企业保持良好的效益，从管理科学方面对汽车制造提出了许多新理念及企业运作方法。如日本丰田公司实施的准时生产及生产监控方法。所谓准时生产，就是在需要的时间里生产需要的合格产品。生产监控方法就是在生产线中保证进入下一工序的成品或半成品是100％的合格品。丰田的这种生产运作方式不仅适应了市场变化，而且使在制品库存积压量大大减小。又如美国里海大学与通用汽车公司(GM)共同提出的敏捷制造(AM)的概念。敏捷制造的目的在于快速解决市场需求问题，基本核心内容就是虚拟公司与动态联盟。所谓虚拟公司，就是当有了成熟的汽车产品设计后，不再像传统汽车生产方式那样组织生产，而是通过计算机网络在全球范围内选择最具实力的制造业组成联盟，即虚拟公司。虚拟公司的生产运作均是通过网络、数据库、多媒体等信息化技术手段来完成的。当产品的市场寿命结束时，虚拟公司也就完成了其使命。在扁平化管理的虚拟公司的运作中，各加盟配套企业在技术、经济、管理上各自相对独立，有较大自我决策权，联盟仅仅参与建议，这样更利于实现敏捷设计、敏捷制造的并行。实际上，现在许多发达国家的汽车制造工业在生产方式及配套体系运作上已经全面推行这种理念。 1.3.3不同生产类型的工艺特征 生产类型不同，生产组织、管理，生产车间的布置，零件的加工工艺、工艺装备、毛坯制造方法及对工人的技术要求等，都有不同的要求。因此，在制定工艺规程时，需要充分考虑生产类型的工艺特征，以期取得最大的经济效益。表11对不同汽车生产类型和工艺过程的工艺特征进行了较为详细的比较和描述。 表11各生产类型的工艺特征 名称 单 件 生 产 成 批 生 产 大 量 生 产 生产对象 品种很多，数量少 品种较多，数量较多 品种较少，数量很多 零件互换性 广泛采用钳工修配 大部分零件具有互换性，同时保留试配 具有广泛的互换性，某些高精度配合采用分组选择装配法 毛坯制造 广泛采用木模手工造型、自由锻造，毛坯精度低，加工余量大 部分采用金属模造型，部分锻件用模锻，毛坯精度中等 广泛采用金属模机器造型、模锻等，毛坯精度高，加工余量小 机床设备及其布置 通用机床、数控机床及加工中心，机床按机群布置 部分采用通用机床、数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统，机床按零件类别分工段排列 采用高效专用机床、组合机床、可重组机床，采用流水线或自动线进行生产 获得所需加工精度的方法 试切法 通常在调整好的机床上加工，有时亦会采用试切法 在调整好的机床上加工 装夹方法 通用夹具装夹 夹具装夹 高效专用夹具装夹 工艺装备 广泛采用通用夹具、量具和刀具 采用标准刀具、标准量具，部分采用专用刀具、专用量具 广泛采用专用刀具、专用量具 对工人要求 对工人技术水平要求高 对工人技术水平要求较高 对调整工技术水平要求高，对操作工技术水平要求不高 工艺文件 工艺过程卡片 一般有工艺过程卡片，重要工序有工序卡片 工艺过程卡片、工序卡片、检验卡片 1.4制造自动化技术发展过程及发展趋势 1.4.1发展过程 自从18世纪中叶瓦特发明蒸汽机以来，制造自动化技术就随机械化的发展而得到迅猛发展，从其发展过程来看，可以分为五个阶段。 第一阶段： 刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。该阶段在20世纪40—50年代已经相当成熟，应用传统的机械设计与制造工艺方法，采用专用机床和组合机床、自动化单机或自动化生产线进行大批量生产。如1870年美国发明了自动制造螺钉的机器，是典型的单机自动化系统。1924年第一条采用流水作业的机械加工自动线出现在英国的Morris汽车公司，1935年苏联成功地研制出第一条汽车发动机气缸体加工自动线。这两条自动线的出现，使得自动化制造技术由单机自动化转向了自动化系统。在第二次世界大战前后，美国福特汽车公司采用自动化生产线，使汽车生产率成倍提高，生产成本大幅度降低，汽车的质量明显改善。随后，自动化制造技术和自动化制造系统得到迅速普及。虽然当时的自动化制造系统仅限于像汽车这样的大批大量生产的产品，但它对人类社会生产技术的发展却起到了巨大的推动作用。1946年，苏联又提出了成组生产工艺的思想，其对自动化制造系统的发展具有十分重要的意义。至今，成组技术仍然是自动化制造系统赖以生存和发展的主要技术基础之一。 第二阶段： 数控加工，包括数控(Numerical Control，NC)和计算机数控(Computer Numerical Control，CNC)。数控加工设备包括数控机床、加工中心等。其特点是柔性好、加工质量好，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的生产。第一台数控机床于1925年在美国的麻省理工学院研制成功，从1956年开始逐渐在中、小批量生产中得到应用。1953年，麻省理工学院又成功地研制出著名的数控加工自动编程语言，为后来的数控加工技术发展奠定了基础。1958年，美国研制成功第一台具有自动换刀装置和刀库的数控机床及加工中心(Machining Centre，MC)。第一台工业机器人于1959年也在美国问世。1960年，美国研制出自适应控制机床。1961年，计算机控制的碳电阻自动化制造系统在美国出现，可以称为计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)的雏形。1962年和1963年，圆柱坐标式工业机器人和计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)及绘图系统又相继在美国问世。1965年出现了计算机数控机床，它的出现为实现更高级别的自动化制造系统扫清了技术障碍。 第三阶段： 柔性制造。该阶段的特征是强调制造过程的柔性和高效率，适应于多品种、中小批量的生产。涉及的技术主要包括成组技术、计算机直接数控和分布式数控、柔性制造单元、柔性制造系统、柔性加工线、离散系统理论和方法、仿真技术、车间计划与控制、制造过程监控技术、计算机控制与通信网络等。1967年英国的Molins公司成功地研制出计算机控制的6台数控机床的可变制造系统，该系统被称为最早的柔性制造系统，它的问世，使多品种的、小批量复杂零件生产的自动化及降低成本和提高效率的问题得以解决。随着工业机器人和数控技术的发展和成熟，20世纪70年代初出现了小型自动化制造系统，即柔性制造单元。1980年，日本首次建成无人化机械制造厂——富士工厂，实现了除装配以外其他工序的完全自动化。 第四阶段： 计算机集成制造(Computer Integrated Manufacturing，CIM)和计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System，CIMS)，其特征是强调制造全过程的系统性和集成性，以解决现代企业生存与竞争的TQCS问题。CIMS涉及的学科技术非常广泛，包括现代制造技术、管理技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术等。CIMS是由美国人约瑟夫·哈林顿提出的概念，其基本思想是借助于计算机技术、现代系统管理技术、现代制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术，将制造过程中有关的人、技术和经营管理三要素有机集成，通过信息共享以及信息流与物流的有机集成实现系统的优化运行。所以说，CIMS技术是集管理、技术、质量保证和制造自动化为一体的广义自动化制造系统。从20世纪80年代以来，CIMS技术发展经历了一个痛苦的过程。在CIMS发展初期，人们对CIMS的认识不够深刻，把CIMS理解为全盘自动化的无人化工厂，忽视了人的主导作用。直到20世纪90年代，CIMS的概念发生了根本的变化，提出了以人为中心的CIMS思想，并将并行工程、精益生产、敏捷制造和企业重组等新思想、新模式引入CIMS中，使CIMS思想得到改进、补充、完善，以至形成了第二代CIMS的新观念。 第五阶段： 新的制造自动化模式，如智能制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿色制造等。 1.4.2发展趋势 制造自动化技术发展趋势主要是全球化、敏捷化、网络化、虚拟化、智能化和绿色化。 1. 制造全球化 近年来，随着互联网技术的发展，制造全球化的研究和应用发展迅速。制造全球化包括的内容非常广泛，主要有： (1) 市场的国际化，产品销售的全球网络正在形成； (2) 产品设计和开发的国际合作； (3) 产品制造的跨国化； (4) 制造企业在世界范围内的重组与集成，如动态联盟公司； (5) 制造资源的跨地区、跨国家的协调、共享和优化利用； (6) 全球制造的体系结构将会形成。 2. 制造敏捷化 敏捷制造是一种21世纪的制造战略和现代制造模式。当前，世界各国敏捷制造研究十分活跃，发展迅速。制造环境和制造过程的敏捷性问题是敏捷制造的重要组成部分。敏捷化是制造环境和制造过程面向21世纪制造活动的必然趋势。制造环境和制造过程的敏捷化内容很广，主要有： (1) 柔性。包括设备柔性、工艺柔性、运行柔性和扩展柔性等。 (2) 重构能力。能实现快速重组重构，增强对新产品快速开发以及对市场的快速响应能力。 (3) 快速化的集成制造工艺。如快速成型技术，是一种CAD/CAM的集成工艺。 3. 制造网络化 网络技术的发展，给企业带来了新的变革，注入新的活力，其影响的深度、广度和发展速度超出人们预测。制造网络化，表现在以下几个方面： (1) 制造环境内部的网络化，实现制造过程的集成； (2) 制造环境与整个制造企业的网络化，实现制造环境与企业中各子系统的集成； (3) 企业与企业间的网络化，实现企业间的资源共享、组合与优化利用； (4) 通过网络，实现异地制造。 4. 制造虚拟化 基于数字化的虚拟化技术主要包括虚拟现实(VR)、虚拟产品开发(VPD)、虚拟制造(VM)和虚拟企业(VE)。制造虚拟化主要是指虚拟制造，又称拟实制造。虚拟制造是以制造技术和计算机技术支持的系统建模技术和仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、人工实现技术和多媒体技术等多种高新技术为一体，由多学科知识形成的一种综合系统技术。它将现实制造环境及其制造过程通过建立系统模型借助相关技术在计算机中进行模拟，以实现对产品制造及制造系统的行为进行预测和评价。虚拟制造是实现敏捷制造的关键技术，对制造业的发展起到至关重要的作用。 5. 制造智能化 智能制造将是制造自动化发展的趋势。所谓智能制造系统(Intelligent Manufacturing System，IMS)，是指一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化的制造系统，它在制造过程中能进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。智能制造技术的宗旨在于通过人与智能机器相结合，部分取代人类专家在制造过程中的脑力劳动，以降低人的脑力劳动强度，实现制造过程的优化。 6. 制造绿色化 环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。环境问题，其恶化程度与日俱增，正在对人类社会的生存和发展构成严重威胁。资源问题，它不仅涉及人类世界有限的资源如何利用，而且又是引发环境问题的主要根源。由于制造业量大面广，因此对环境的影响很大。制造业一方面是大多数国家的支柱产业，但另一方面也是环境污染的主要源头。有鉴于此，如何使制造业尽可能地不污染环境，是环境问题研究的一个重要方面。于是人们提出了绿色制造(Green Manufacturing，GM)这个新概念。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其研究的目标是产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(副作用)最小，资源效率最高。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的具体体现，涉及产品的整个生命周期。对制造环境和制造过程来说，绿色制造主要涉及资源的优化利用、环保生产以及废弃物的最少化与综合利用。 1.5计算机辅助工艺设计 1.5.1概述 计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning，CAPP)是连接CAD与CAM的桥梁。来自CAD的几何和技术要求的数据在CAPP完成加工处理，成为辅导生产加工的制造数据。CAD的结果能否有效、充分地在生产中予以应用和实现，数控机床与加工中心能否充分发挥其最大作用，CAD与CAM能否真正实现集成，CAPP技术起到关键作用，并且受到越来越广泛的重视。 传统工艺过程设计是由工艺人员手工逐步设计完成的。工艺过程设计面对大量信息，并且各种信息之间的关系错综复杂，既包括加工对象、原材料的形状与加工性、成品的形状与精度和产量等方面的信息，又包括生产设备和工艺装备等方面的信息。这就使得手工方式设计工艺过程要花费大量的人力和时间，也因此带来一定的问题： (1) 工艺设计的效率亟待提高，设计信息无法直接利用，产品信息等需要重复输入； 绘制工艺简图和填写特殊符号比较烦琐； 缺乏有效的信息检索手段，信息检索效率低； 无法实现制造工艺数据的快速计算。 (2) 工艺设计资源利用率不高，机床设备、工艺装备、切削用量、加工参数普遍依靠查手册； 多年积累的成熟工艺无法有效的利用； 工艺资源不透明，查找十分困难。 (3) 工艺知识积累、继承、创新困难，对工艺人员要求高，需要丰富的生产经验； 有经验的工艺人员比较缺乏，工艺知识缺乏积累的载体； 工艺人员没有精力进行工艺的创新。 (4) 工艺信息汇总手段落后，效率低、易出错，手工统计各类清单(如工艺装配明细表、消耗工具明细表等)工作量大，效率低、易出错； 手工统计的各类清单不利于计算机管理； 手工统计的各类工艺数据不利于向其他应用系统传递。 (5) 存在“信息孤岛”问题，产品设计信息无法直接利用； CAM所需的零件加工中所涉及的设备、工装、切削参数等信息无法提供； 产品数据管理所需要的零部件工艺信息无法提供； 企业资源计划所需要的机械加工工艺过程、工时等信息无法及时提供。 (6) 工艺管理需要进一步完善，工艺术语、填写方式等需要进一步规范； 工艺签审缺乏有效的管理和监控手段； 工艺信息安全缺乏有效的保障措施。 CAPP技术的出现和发展能够很好地解决上述问题，不仅能够实现工艺过程设计的自动化，把工艺设计人员从烦琐和重复性的劳动中解放出来，而且可以大大缩短工艺设计周期，缩短生产准备时间，提高产品对市场的响应能力。 通常，一个CAPP系统应具有以下功能： ①检索标准工艺文件； ②选择加工方法； ③工序安排； ④选择机床、刀具、量具、夹具、辅具等； ⑤选择装夹方式、装夹表面和定位基准； ⑥优化选择切削用量； ⑦计算加工时间和加工费用； ⑧确定工序尺寸和公差； ⑨选择毛坯； ⑩绘制工序图及编写工序卡。有的CAPP系统还具有计算刀具轨迹、自动进行NC编程和进行加工过程模拟的功能。