基于网络化的机床装备制造工艺设计应用的研究

佘抒萌

摘 要： 文章结合机床企业在生产情况下对工艺信息系统的需要，给出了网络化制造工艺系统的体系框架，分析了系统的功能模块。并针对机床制造企业的工艺特点，构建了网络化制造工艺系统的总体结构，分析了网络化工艺系统的工作流程，开发了网络化制造工艺原型系统，实现了网络化工艺设计、网络化工艺标准化、工艺调整、基于工作流的工艺审批管理等工具集的开发。

关键词： 网络化 机床制造工艺 原型系统

为提高现代制造的快速响应能力和提高网络化制造资源组合使用能力，以基于知识的网络化工艺和制造资源的概念、技术为基础，构建网络化的制造原型系统，通过软件平台向外协企业提供制造资源管理、工艺任务分解、网络化制造工艺管理、制造资源匹配和优化等相关应用服务。

一、机床装备网络化制造工艺系统体系结构

1.机床工艺设计应用系统体系结构

结合机床装备工艺设计需求和网络化制造的发展趋势，构建了SOA架构（Service-oriented architecture，面向服务架构）的机床网络化制造工艺设计平台体系结构[1]，由支撑层、标准协议层、中间件层、基本服务层、领域服务层、应用层等组成。

2.机床网络化制造平台的概念体系

机床网络化制造平台的具体功能包括网络化制造资源管理，该模块在制造资源本体模型的基础上，为外协企业提供制造资源的注册、检索、分类、更新等功能；网络化制造工艺任务分解，在分析零件制造特征的基础上，在时序和装配特征的约束下，对工艺设计任务进行分解，为企业选择和资源匹配提供支持；网络化制造工艺管理是平台的核心功能模块，包括工艺设计任务管理、工艺知识管理、典型工艺管理、网络化工艺优化、网络化工艺审批等；网络化制造成员企业选择；系统管理；网络化制造过程协调与管理。

二、机床装备网络化制造工艺设计应用系统典型界面

1.机床产品零件信息本体建模模块

传统查询方式采用基于语法的查询，如关键字的匹配，这样无法在语义层对同义词、上下位概念进行检索，无法保证查准率和查全率，使用本体可以实现多层次检索。

2.机床网络化制造P-P-R管理模块

网络化制造任务管理模块提供对制造任务的定义、分解、编辑、撤销等操作。任务定义界面，对任务基本信息进行描述，根据任务约束对制造资源进行检索。

3.机床网络化制造资源信息表达模块

（1）网络化制造资源管理

主要提供企业整体信息的录入、查看。其外协采用企业树形式，分别按行业和企业性质进行分类，针对树中每一个企业节点显示相对应的企业基本信息，当需要浏览该企业的制造资源详细信息时，则转到企业资源管理模块，以列表形式列出企业具有的制造资源信息及资源的主要技术参数，从而了解该企业制造资源的制造能力信息。

（2）网络化制造资源的发现

制造资源发现功能模块，通过制造任务的特征属性和制造资源的制造能力相匹配实现制造资源的发现。

（3）制造企业评价

根据企业目标设计一级评价指标和二级评价指标，采用五级分制为制造企业打分。

4.机床网络化制造工艺匹配优化模块

网络化制造工艺匹配优化模块的功能菜单包括网络化工艺规划、工艺标准化和工艺更改三部分。

5.机床网络化制造工艺流程重组模块

计划人员通过工艺流程管理模块完成工艺审核流程的定义工作。首先，工作流管理系统流程设计人员登录工作流管理系统，通过“工作流模型”为机床立柱加工工艺过程建立模型，完成工艺审核过程的建立和节点属性的定义等工作；再次，将各个活动与相关管理人员进行绑定，并赋予管理人员相应权限，保证流程管理过程数据安全，降低操作人员的出错概率。

三、结语

本文介绍了机床装备网络化制造工艺系统的体系结构及功能模块。该系统是本文研究的网络化制造工艺设计技术在工程实践中的成功应用，有效增强了应用企业的网络化制造工艺开发设计能力，提高了机床装备网络制造工艺设计的效率，取得了较好的应用效果，从而验证了本文提出的本体建模、P-R-P管理、资源匹配优化、工艺流程重组等技术的可行性和先进性。

参考文献：

[1]陈若飞.快速扩散制造集成平台关键技术研究与开发[D].南京航空航天大学，2009.

[2]孙卫红.基于本体的制造能力P-P-R建模及其映射[J].南京航空航天大学，2010.

[3]冯毅雄.面向大规模定制的网络制造资源优化配置[J].南京理工大学，2010.