面向云制造的數控加工服務關鍵技術探析

唐玢

摘 要：文章研究的主要內容就是數控加工云服務，首先了解云服務、云制造的基本信息和兩者之間的聯系，并根據分析對數控加工云服務平臺的構建進行闡述，最后對數控加工云服務進行分析，提出實現其關鍵性技術的建議。文章希望通過對云服務和數控加工平臺的分析，促進數控加工行業的發展，促進我國經濟的進步和技術研發。

關鍵詞：云制造；數控加工服務；關鍵技術；探析

中圖分類號：TH166 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0037-02

前言

隨著我國信息技術的發展，我國的很多技術都被應用在生產中，在數控加工的應用云服務技術一個很好的開始。云服務是在云計算被引入制造業后產生的一種制造創新模式。通過對這一模式的應用，促進數控加工行業的智能化。云制造中需要對制造所需的各項資源進行整合，這是比云計算還要難的。

1 云服務與云制造概述

在計算機網絡技術、信息技術發展的今天，很多行業的發展都被其改變。如，我國的制造業受到的影響就很大，但是這些技術也促進了我國制造業的發展，給我國的制造業注入了新的血液。現在制造業已經應用計算機技術，其發展方向也朝著服務化、網絡化和智能化的方向進行。而云制造就是在這一背景下產生的，其是以制造業的產量和效率的提高為目的，這是一種手段，可以有效促進制造行業的發展。這種方式是對經營的資源進行分析和有效的管理，保證為消費者提供更加安全、可靠的服務。云制造是網絡范疇的一種新形態，它與傳統的網絡制造不同，云制造融合了多項技術，具有更多的優勢，如，框架靈活、伸縮性強和擴展性強等。云服務是基于云制造產生的一種服務，這是一種對客戶和對企業的服務[1]。

云制造包括的環節有很多，在制造中的各個環節都在云制造的范圍內，如，產品設計、產品生產工藝、產品的加工、產品檢測和運輸等。將每個環節所需的資源和提供的作用描述出來，其進行云制造的過程就是云服務。大量的云服務組成了云制造。云制造系統具有的靈活性和動態性比較強，云服務通過制造云實現對云服務的統一管理。云服務是一種自發組織的制造產品模式，這種方式減少了中間過程，用戶不必與每個環節的服務點進行聯系[2]。

在數控加工角度的云服務是一種通過利用云服務進行數控工作的一種方式，這是數控對特殊零件的加工方式。在云服務中數控資源的使用者和資源的擁有者對資源的利用時，他們之間并沒有太大的聯系。這也是數控中云服務的一個缺點。在數控的運行中，其運行機制是對各種資源進行加工，使其滿足使用者的要求。數控加工的經營者通過平臺實現對數控加工的控制，并實現與使用者的溝通和交流[3]。

2 數控加工云服務平臺的構建

2.1 平臺運行的原理

與服務平臺的構建是以用戶的需求為基礎，只有客戶需要，云服務平臺的構建才有意義。數控加工平臺的構建主要有三方面的要求：一是對用戶的需求進行收集。了解客戶的全部需求，對每個環節、每個細節都要確定，保證數據平臺構建的客戶滿意度。只有滿足客戶的需求，站在客戶的角度進行思考，這樣設計的平臺才是客戶滿意的。二是對客戶各項需求進行分析。客戶的要求可能有很多，但是可能并不是所有的要求，在平臺上都能實現，所以就要對其需求進行分類，然后由設計者分析，這種需求能否實現，若是不能實現，可否用其他方式代替，更否得到更加接近的方式，實現這一目的。若是可以實現，就需要對其所需要的資源和工具等進行調配，考慮資源的利用率，對資源的利用和目標的實現進行評估，看其是否滿足要求。這個階段就是客戶與設計者相互溝通交流的階段，這個階段需要我們解決存在的問題。三是對各項解決措施進行評估、這一過程也是由設計公司完成的，主要就是為了提出更合理的設計方案，同時降低設計的成本，在滿足客戶要求的前提下，進行成本的考慮。并對各項解決措施進行分析，了解其實施的必要性，其成本是否滿足設計的原則[4]。

2.2 平臺功能的實現

數控加工平臺有三部分組成，其分別為：基礎數據層、集成層和應用管理層。這三個部分的功能不同，每個部分都是平臺功能實現的基礎，只有其正常的運行，才能保證數控加工平臺的正常運行。這也是數控加工平臺運行的關鍵。下面筆者就來闡述一下這幾個部分的功能：

第一，基礎數據層。這一部分是完成一些基礎的功能，其操作比較簡單。數控加工平臺需要完成的功能有很多，但是有很多的數據是比較零散，不好整理，人工整理的效果不好，對數據的分析也沒有那么全面，這就需要基礎數據層來完成這一功能。這一功能雖然并不是最重要的，但其可以有效節約時間、人力和物力，提高工作的效率。在數控加工中有很多這樣的環節，如，數控機床、數控工藝、兼容性等方面，這些工作都是比較繁瑣、耗費時間[5]。

第二，集成層。其主要的功能是實現數據和資源之間的連接。在數控加工平臺上，數控加工平臺的操作，想要實現云制造，就要對命令進行傳達和執行，這樣才能實現加工制造。這也是加工制造的直接命令環節，若是這一部分出現問題，那么很有導致整個制造過程的停止。若是命令無法下達，那么數控加工機床也就徹底的癱瘓了。而其這一部分進行檢修也是比較麻煩的。

第三，應用管理層。應用管理層的功能比較多，可以實現很多制造環節。這部分既可以單獨的使用，單獨進行該操作，也可以與其他的環節相聯系，進而投入到整個生產過程中。應用管理層的使用比較靈活，操作也相對簡單，其管理的方面也比較多，管理系統、各項數據和云服務等都是由應用管理層進行管理的。應用管理層進行的活動都是比較復雜的[6]。

2.3 平臺的應用方式

數控加工平臺的應用是根據用戶的需求來完成的。也就是說，更具用戶不同的需求，可以進行不同的應用方式的實現。為了滿足每個用戶的要求，現在的平臺也可以提供不同的服務，其提供的服務主要就是：

一是提供制造能力。制造能力的提供主要就是體現在設備和人員的提供方面，這樣的活動往往是由于時間段，不得不進行的活動。可能是用戶的需要產品的時間段，或是原本的生產中存在問題，或發生生產事故等。這就是資源的擁有者對使用者盡一切可能的對其進行幫助的一個過程。主要的目的就是實現其目標，達成生產任務。這個過程的使用者生產的產品一般都是比較容易實現，產品量比較大。而在對資源的擁有者進行選擇的時候，使用者也會對其公司的規模和生產產品的能力進行考察。使用者和資源的擁有者對雙方也都有一個考量的過程[7]。endprint

二是承包任務。承包任務對雙方的要求都是比較簡單的。一般是一方提供資源，將產品的生產過程進行承包，另一方主要就是進行制造，完成生產任務。在這個過程中，提供資源的一方主要就是賺取中間的差價，其主要就是負責聯絡各方，促進交易的達成。提供資源的一方往往是沒有工人和設備，只擁有資源。而承接任務的一方，其主要就是沒有資源，無法聯系資源的擁有者，或是其具有大量的人員和設備。這是現在云平臺的主要服務，而云平臺在這里面主要就是監督和管理的作用，保證交易的正常進行[8]。

三是租賃資源。這種方式為資源的擁有者和使用者提供了更廣闊的平臺，其可以實現對資源的租賃和設備的租賃等。其對資源的加工，不僅可以實現制造，還可以將剩余的資源返還，若是需要生產的數據，使用者還可以提供數據。這種方式是比較簡單、方便的[9]。

這些都是在數控加工行業的發展和客戶的需求的改變中出現的，其主要就是為了適應行業的發展，滿足用戶的需求，這也是行業發展的必然趨勢。

3 數控加工云服務

3.1 數控云服務的原理

數控加工服務的實現主要是靠以下幾方面：一是應用技術。數控加工的主體是零件，這就需要較強的技術，而且在這個過程中操作中遠離制造的過程，對其控制就可能出現問題，產生誤差。二是運行機制。數控加工需要運行機制控制整個過程，保證資源的接入，完成加工的過程。三是溝通交流。數控加工平臺可以實現資源擁有者和使用者的溝通和交流，資源擁有者可以提供服務，而使用者通過這一平臺進行服務的購買，在這個過程中使用者和資源的擁有者可以進行交流。

3.2 數控云服務的關鍵技術的實現

云服務就是制造資源和制造能力的一個過程。在云制造中，資源通常具有動態性、分散性和異構性等特點。數控云服務的關鍵技術的實現需要很多的過程，其也需要解決很多的問題。在具體的數控加工中，從技術上到管理上都是一個復雜的過程。云服務不僅要考慮共性問題，還需要對特殊領域的特殊問題進行解決。

首先，要整合各種資源。數控加工中涉及的資源有很多，很多都是金屬的，其切割上比較困難，需要專業的設備進行切割等。而且不同的材質需要不同的編程，每種材料都是不同的都需要考慮。而且若是有很多的應用平臺，就需要對這些應用程序進行管理，保證其數據模型的統一或規范，但是這項操作時比較困難的。

然后，就是數控機床服務。數控機床服務與操作的工藝、用戶等方面都有關系，其制造能力不僅對硬件資源有要求，對軟件和知識也有要求。而且不同知識的表達和存儲的方式有很大的差別，如，手冊、說明書等。所以就要建立合理的知識模塊對云服務的數控加工能力有重要的作用。

最后，在這個過程中還需要對數控加工服務提供專門的設備和軟件資源、工具等。數控加工服務中，主要就是設備和軟件資源的提供，這是保證平臺正常運行的基礎。在這個過程中，也需要專業的相關的計算機系統進行功能的實現。而且往往這些系統即使統一功能，其系統也并不兼容，這就需要將這一問題進行解決。采取新的軟件，可以兼容的軟件，或是根據系統的要求重新進行軟件的設計，還可以購買適合系統的軟件，這樣就能保證系統的正常運行，也可以保證系統的穩定性。數控加工服務平臺不是為了將各個系統整合在一起，其還要實現各自的功能，在各個系統的運行過程中，其他系統不受影響[10]。

4 結束語

綜上所述，我們可以了解，云服務在數控加工的應用確實有助于云制造。云制造的優勢也比較明顯，其比較靈活、可以大量的生產、成本也可以保證，為了滿足用戶的需求，也建立了不同的平臺的應用模式，方便了用戶的使用。云服務的目的就是云服務化和工藝服務的實現，平臺的誕生也是在這個基礎上。這個平臺的數據系統、技術管理和服務管理都被集成，從產品的設計到產品的生產的全國過程都實現了云服務化，這樣的服務也更專業、更規范，可以適應各種用戶的需求。本文主要分析了數控云服務平臺的構建的原理、條件和其應用，并對數控加工平臺的云服務進行研究，云服務雖然有很多的優勢，但是在發展中還存在很多的問題，很多的技術也沒有發展起來，還需要不斷的研究和探索。數控加工的云服務中存在問題是不可避免的，但是我們應該直面困難，這也是數控加工技術發展的必然方向，而且我國的經濟和社會的發展也需要對相關技術進行研究。

參考文獻：

[1]龔春芬.試論面向云制造的數控加工服務關鍵技術[J].電腦迷，

2017，06（02）：74.

[2]鄒強.基于云制造的數控加工服務關鍵技術研究[J].河北農機，

2017，07（02）：70-71.

[3]吳小華.面向云制造的數控加工服務關鍵技術[J].科技展望，2016（34）：96.

[4]祁琦.云制造背景下數控加工服務的關鍵技術[J].機械工程師，

2016，08（10）：27-29.

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[7]郭亮.面向機械加工的云制造服務平臺關鍵技術研究[D].重慶大學，2014.

[8]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，2012，07（07）：1613-1619.

[9]徐鴻翔.基于制造網格的數控加工服務關鍵技術研究[J].機床與液壓，2010，04（15）：32-34.

[10]馬志艷.面向數控加工仿真的增強現實關鍵技術研究[D].華中科技大學，2007.endprint