淺論基于云制造數控加工

黃　浩

(淮北職業技術學院,安徽 淮北　235000)

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淺論基于云制造數控加工

黃浩

(淮北職業技術學院,安徽 淮北235000)

摘要：云制造是基于網絡化、敏捷化，面向服務的高效低耗制造技術，傳統的數控加工大多是單一廠家完成，采用云制造能綜合多廠家制造源優勢，提高效率。通過對云制造技術優勢的剖析，設想將云制造資源有效應用于數控加工技術，構建了基于云制造技術的數控加工云服務平臺。

關鍵詞：云制造；數控加工；云服務

隨著科技不斷進步，云制造作為信息技術、智能制造、物聯網技術的綜合產物，成為行業研究的熱點和難點，尤其是理論和技術引起國內外學術界的廣泛關注，使我國機械制造模式發生巨變，即由過去單一廠家完成變成由多個廠商共同完成，可以隨時增減制造源，提高了運行效率，有利于促進我國制造業快速發展，推進制造業向服務型發展，同時打造出綠色環保的理念，更是結合中國創造的新型制造模式與技術手段，全面推動制造業迅速壯大。從單一的制造業模式轉變為制造業與服務業相結合的綜合模式，云制造提出了較為先進的“制造即服務”這一全新理念，把各式各樣的制造業資源同制造能力虛擬化、服務化組成一個新式的服務平臺，使得資源能夠共享，然后對其進行嚴格的管理，當然這種管理要有統一、集中及智能的特點，從而打造一個可以實現產品由簡單的設計、生產發展成為銷售的按照需要分配使用、安全性能高、可靠性強及物美價廉的制造業的全生命周期服務。

從最初的云計算的簡單概念發展到如今的云制造，制造業在不斷推新，由信息化技術轉化成網絡與智能及服務共同組合的制造業新模式。這種模式主要是通過管理經營制造資源，從而得到一種制造服務活動，包括上段內容中所描述的制造全生命周期過程的一系列內容。云制造引入云計算的理念，同時得以發展推新，結合已有的先進技術，表現出一種以服務為主的制造理論，促進了制造業的資源共享，并達到生產效率高的效果。

一、云制造與數控加工

從廣義的范圍上來講，云制造主要是體現在以下各個方面：[1]67設計、仿真、工藝、加工/裝配、檢測、物流、供應鏈和維護/維修、甚至報廢等產品全生命周期。在此基礎上，把所有環節中所包含的所有資源具體表現出來，對應基本的知識后虛擬化封裝，從而產生一種制造云服務，即云服務。[1]56依據一定的規則，眾多云服務相互聚集起來，轉化為一個巨大的云服務資源地，這種資源就被稱為制造云。制造云可以給用戶提供透明化、開放式的按照需求分配的云端服務。

柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CCIMS)共同構成了數控加工，這些關鍵部分推進了效率高、自動化的云制造發展，特別是在種類等多方面的因素上，突出其樣式多變、批量小、形狀復雜、高精度零件特點，并體現出其無法代替的作用。云制造的發展促進了制造業的不斷推進，并已經發展成為當前機械制造企業產品生產的關鍵因素，由此可見，要想以云制造的思維模式為基礎，并施行各行業內數控加工的云制造，從而推動服務的分析與探討，必須要經過多方面的考慮并不斷實踐不斷改進。

要想有效地實現數控加工云制造的目的，就要共同分享與數控加工相關聯的制造資源。這些制造資源主要包含與制造相關的各類資料，比如系統中的設備和生產硬件及制造過程中所涉及的主要技術資料及生產相關的軟件應用等。另外因為各個企業生產類型和生產計劃的區別，同時工藝設備和技術等方面的保密性約束，加上之前就存在的資源分析手段技術還很稚嫩，使得當前的制造資源無法在真正意義上實現資源共享。這些困難仍然是難以跨越的橫溝，限制了數控加工云制造的真正實現。

二、數控加工云服務的基本原理

按照云制造的基礎理念，數控加工是在數控機床的基礎上加以運用并能夠實現零件加工的一種工藝技術。在此過程中，只要把與數控相關的資源和能力納入云制造系統，就可以形成數控加工云服務。[1]46如圖1所示，我們可以把數控加工云服務視為制造云中的一個云朵，“接出”的目的是提供各種數控加工服務。它與其他云朵(如設計服務、仿真服務等)共同組成制造云，從而向制造全生命周期應用提供各種服務。在云制造環境下，數控加工的資源提供者、云運營者和資源使用者三種用戶在知識庫的支持下構成一個有機的整體。在此當中，由運營者來負責服務平臺的整體劃分，同時建立一個開放性的服務運營模式，在這個模式下根據服務平臺使資源提供者按照本身制造資源的制造能力的不用來區分云服務，然后接受與之相對應的的數控加工服務，資源使用者則通過按需付費的方式取得數控加工服務。舉例來說，一旦出現一個用戶需求加工某種產品的情況時，就應該先向云服務平臺提出申請，然后支付與之相關的費用，這種需要被運營方了解后，再把云服務中的相關資源調整及改造制造能力，然后將其傳遞給用戶。

圖1　數控加工云服務

三、數控加工云服務平臺運行機理

把數控的相關加工資源、需要具體運用的工具、最基本的數據資料以及管理控制下的服務結合在一起，形成共同的整體，這就是所謂的云服務系統，這種服務系統所提供的服務是專業性極強且足夠平穩的。實際上，這種系統不僅可以將制造能力集結起來以達到控制全面的數控加工，還可以合理有效地運用數控加工程序中的資源材料，從而服務于劃分在不同區域的用戶。如圖2所示，用戶在說明加工的要求之后，及時完成了相應的數控加工任務這一系列的完整服務程序。在服務管理方面看，把這一程序可以分成服務匹配與服務監控兩個階段。一旦用戶要求加工時，就需要先進行分析調整運用工具，隨后一步一步分解進行任務匹配的工作，提出一個完整全面的整體服務方案，在這一過程中反映出加工任務的目的。再次，[1]49以調度、優化、組合和控制等方式結合起來，完成實際過程中的生產活動，從而推進服務方案轉變成為產品。在這之中，不同的資源提供方和服務方承擔工藝設計、刀軌計算、工裝方案設計等任務。

圖2　云服務管理系統

四、結束語

設立云服務平臺，是基于上述數控加工等方面闡述，如何制造資源的云服務化目的及工藝服務要求來實現。這種平臺聚集了最基本的數據資料與運用范圍之內的工具，同時結合了相應的服務管理，給全程化服務提供支撐，從而產生更加專業的服務，使其凝聚力增強，服務于各個方面。

參考文獻：

[1]劉日良,李鵬,張承瑞,等.面向云制造的數控加工服務關鍵技術[J].計算機集成制造系統,2012(7):1613-1619.

責任編輯：文月

中圖分類號：TG68

文獻標識碼：A

文章編號：1671-8275(2016)02-0131-02

作者簡介：黃浩(1984-)，男，安徽淮北人，助教、助工，碩士，研究方向為物聯網技術、數控技術。

收稿日期：2016-01-06