基于網(wǎng)絡(luò)化的機床裝備制造工藝設(shè)計應用的研究

佘抒萌

摘 要： 文章結(jié)合機床企業(yè)在生產(chǎn)情況下對工藝信息系統(tǒng)的需要，給出了網(wǎng)絡(luò)化制造工藝系統(tǒng)的體系框架，分析了系統(tǒng)的功能模塊。并針對機床制造企業(yè)的工藝特點，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)化制造工藝系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，分析了網(wǎng)絡(luò)化工藝系統(tǒng)的工作流程，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化制造工藝原型系統(tǒng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化工藝設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)化工藝標準化、工藝調(diào)整、基于工作流的工藝審批管理等工具集的開發(fā)。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)化 機床制造工藝 原型系統(tǒng)

為提高現(xiàn)代制造的快速響應能力和提高網(wǎng)絡(luò)化制造資源組合使用能力，以基于知識的網(wǎng)絡(luò)化工藝和制造資源的概念、技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的制造原型系統(tǒng)，通過軟件平臺向外協(xié)企業(yè)提供制造資源管理、工藝任務分解、網(wǎng)絡(luò)化制造工藝管理、制造資源匹配和優(yōu)化等相關(guān)應用服務。

一、機床裝備網(wǎng)絡(luò)化制造工藝系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1.機床工藝設(shè)計應用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

結(jié)合機床裝備工藝設(shè)計需求和網(wǎng)絡(luò)化制造的發(fā)展趨勢，構(gòu)建了SOA架構(gòu)（Service-oriented architecture，面向服務架構(gòu)）的機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計平臺體系結(jié)構(gòu)[1]，由支撐層、標準協(xié)議層、中間件層、基本服務層、領(lǐng)域服務層、應用層等組成。

2.機床網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的概念體系

機床網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的具體功能包括網(wǎng)絡(luò)化制造資源管理，該模塊在制造資源本體模型的基礎(chǔ)上，為外協(xié)企業(yè)提供制造資源的注冊、檢索、分類、更新等功能；網(wǎng)絡(luò)化制造工藝任務分解，在分析零件制造特征的基礎(chǔ)上，在時序和裝配特征的約束下，對工藝設(shè)計任務進行分解，為企業(yè)選擇和資源匹配提供支持；網(wǎng)絡(luò)化制造工藝管理是平臺的核心功能模塊，包括工藝設(shè)計任務管理、工藝知識管理、典型工藝管理、網(wǎng)絡(luò)化工藝優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)化工藝審批等；網(wǎng)絡(luò)化制造成員企業(yè)選擇；系統(tǒng)管理；網(wǎng)絡(luò)化制造過程協(xié)調(diào)與管理。

二、機床裝備網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計應用系統(tǒng)典型界面

1.機床產(chǎn)品零件信息本體建模模塊

傳統(tǒng)查詢方式采用基于語法的查詢，如關(guān)鍵字的匹配，這樣無法在語義層對同義詞、上下位概念進行檢索，無法保證查準率和查全率，使用本體可以實現(xiàn)多層次檢索。

2.機床網(wǎng)絡(luò)化制造P-P-R管理模塊

網(wǎng)絡(luò)化制造任務管理模塊提供對制造任務的定義、分解、編輯、撤銷等操作。任務定義界面，對任務基本信息進行描述，根據(jù)任務約束對制造資源進行檢索。

3.機床網(wǎng)絡(luò)化制造資源信息表達模塊

（1）網(wǎng)絡(luò)化制造資源管理

主要提供企業(yè)整體信息的錄入、查看。其外協(xié)采用企業(yè)樹形式，分別按行業(yè)和企業(yè)性質(zhì)進行分類，針對樹中每一個企業(yè)節(jié)點顯示相對應的企業(yè)基本信息，當需要瀏覽該企業(yè)的制造資源詳細信息時，則轉(zhuǎn)到企業(yè)資源管理模塊，以列表形式列出企業(yè)具有的制造資源信息及資源的主要技術(shù)參數(shù)，從而了解該企業(yè)制造資源的制造能力信息。

（2）網(wǎng)絡(luò)化制造資源的發(fā)現(xiàn)

制造資源發(fā)現(xiàn)功能模塊，通過制造任務的特征屬性和制造資源的制造能力相匹配實現(xiàn)制造資源的發(fā)現(xiàn)。

（3）制造企業(yè)評價

根據(jù)企業(yè)目標設(shè)計一級評價指標和二級評價指標，采用五級分制為制造企業(yè)打分。

4.機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝匹配優(yōu)化模塊

網(wǎng)絡(luò)化制造工藝匹配優(yōu)化模塊的功能菜單包括網(wǎng)絡(luò)化工藝規(guī)劃、工藝標準化和工藝更改三部分。

5.機床網(wǎng)絡(luò)化制造工藝流程重組模塊

計劃人員通過工藝流程管理模塊完成工藝審核流程的定義工作。首先，工作流管理系統(tǒng)流程設(shè)計人員登錄工作流管理系統(tǒng)，通過“工作流模型”為機床立柱加工工藝過程建立模型，完成工藝審核過程的建立和節(jié)點屬性的定義等工作；再次，將各個活動與相關(guān)管理人員進行綁定，并賦予管理人員相應權(quán)限，保證流程管理過程數(shù)據(jù)安全，降低操作人員的出錯概率。

三、結(jié)語

本文介紹了機床裝備網(wǎng)絡(luò)化制造工藝系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及功能模塊。該系統(tǒng)是本文研究的網(wǎng)絡(luò)化制造工藝設(shè)計技術(shù)在工程實踐中的成功應用，有效增強了應用企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化制造工藝開發(fā)設(shè)計能力，提高了機床裝備網(wǎng)絡(luò)制造工藝設(shè)計的效率，取得了較好的應用效果，從而驗證了本文提出的本體建模、P-R-P管理、資源匹配優(yōu)化、工藝流程重組等技術(shù)的可行性和先進性。

參考文獻：

[1]陳若飛.快速擴散制造集成平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)[D].南京航空航天大學，2009.

[2]孫衛(wèi)紅.基于本體的制造能力P-P-R建模及其映射[J].南京航空航天大學，2010.

[3]馮毅雄.面向大規(guī)模定制的網(wǎng)絡(luò)制造資源優(yōu)化配置[J].南京理工大學，2010.