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为了简化工艺决策过程的复杂性和实现工艺决策过程的模型化和算法化，在深入分析STEP-NC数据模型的基础上，针对数控工艺的特点，提出了元加工操作及制造特征加工链等概念，建立了支持非线性工艺设计的分步工艺决策过程；进而提出了基于排列和辅助时间的加工工步排序和优化的方法，实现了加工工步排序和优化过程的统一处理，使CAPP系统能够提供多个可选的工艺方案。通过一个基于STEP-NC的CAPP原型系统的实现及实例零件的工艺过程设计表明，所提出的工艺决策过程和优化方法是简单有效的。