基于網絡化的機床裝備制造工藝設計應用的研究

佘抒萌

摘 要： 文章結合機床企業在生產情況下對工藝信息系統的需要，給出了網絡化制造工藝系統的體系框架，分析了系統的功能模塊。并針對機床制造企業的工藝特點，構建了網絡化制造工藝系統的總體結構，分析了網絡化工藝系統的工作流程，開發了網絡化制造工藝原型系統，實現了網絡化工藝設計、網絡化工藝標準化、工藝調整、基于工作流的工藝審批管理等工具集的開發。

關鍵詞： 網絡化 機床制造工藝 原型系統

為提高現代制造的快速響應能力和提高網絡化制造資源組合使用能力，以基于知識的網絡化工藝和制造資源的概念、技術為基礎，構建網絡化的制造原型系統，通過軟件平臺向外協企業提供制造資源管理、工藝任務分解、網絡化制造工藝管理、制造資源匹配和優化等相關應用服務。

一、機床裝備網絡化制造工藝系統體系結構

1.機床工藝設計應用系統體系結構

結合機床裝備工藝設計需求和網絡化制造的發展趨勢，構建了SOA架構（Service-oriented architecture，面向服務架構）的機床網絡化制造工藝設計平臺體系結構[1]，由支撐層、標準協議層、中間件層、基本服務層、領域服務層、應用層等組成。

2.機床網絡化制造平臺的概念體系

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

二、機床裝備網絡化制造工藝設計應用系統典型界面

1.機床產品零件信息本體建模模塊

傳統查詢方式采用基于語法的查詢，如關鍵字的匹配，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，使用本體可以實現多層次檢索。

2.機床網絡化制造P-P-R管理模塊

網絡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，根據任務約束對制造資源進行檢索。

3.機床網絡化制造資源信息表達模塊

（1）網絡化制造資源管理

主要提供企業整體信息的錄入、查看。其外協采用企業樹形式，分別按行業和企業性質進行分類，針對樹中每一個企業節點顯示相對應的企業基本信息，當需要瀏覽該企業的制造資源詳細信息時，則轉到企業資源管理模塊，以列表形式列出企業具有的制造資源信息及資源的主要技術參數，從而了解該企業制造資源的制造能力信息。

（2）網絡化制造資源的發現

制造資源發現功能模塊，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制造資源的發現。

（3）制造企業評價

根據企業目標設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打分。

4.機床網絡化制造工藝匹配優化模塊

網絡化制造工藝匹配優化模塊的功能菜單包括網絡化工藝規劃、工藝標準化和工藝更改三部分。

5.機床網絡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，工作流管理系統流程設計人員登錄工作流管理系統，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點屬性的定義等工作；再次，將各個活動與相關管理人員進行綁定，并賦予管理人員相應權限，保證流程管理過程數據安全，降低操作人員的出錯概率。

三、結語

本文介紹了機床裝備網絡化制造工藝系統的體系結構及功能模塊。該系統是本文研究的網絡化制造工藝設計技術在工程實踐中的成功應用，有效增強了應用企業的網絡化制造工藝開發設計能力，提高了機床裝備網絡制造工藝設計的效率，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、資源匹配優化、工藝流程重組等技術的可行性和先進性。

參考文獻：

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

[2]孫衛紅.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.面向大規模定制的網絡制造資源優化配置[J].南京理工大學，2010.