网络环境下的制造资源建模及信息集成技术研究VIP专享VIP免费

网络环境下的制造资源建模及信息集成技术研究摘要：针对分散的网络化制造资源，研究了基于物理制造单元的网络化制造资源建模问题和基于XML的制造资源信息集成方法。建立了包括物理制造单元层、工作中心层和物理设备层的制造资源组织模型，以及包括基本信息、制造能力、物理构成、状态信息、工装信息的物理制造单元信息模型；提出基于XML的异地制造资源信息集成框架，定义了制造资源信息的XMLSchema描述规范，实现对异地PMU制造资源的描述。关键词：物理制造单元；制造资源集成；XML中图分类号：V260.5文献标识码：A0引言随着计算机技术、网络技术、信息技术与人工智能、分布式计算环境为代表的高新技术与制造技术的不断融合[1-2]，现代先进制造模式呈现出网络化、信息化、集成化、智能化、柔性化和敏捷化的发展趋势，其中以网络化制造、协同制造、敏捷制造[3-5]为主，代表未来数字化制造技术的发展方向。在网络化制造模式下，制造企业通过网络连接起来，形成一个全球化资源共享的生产系统，企业已不能再局限于自身内部的资源，而必须考虑与外部资源的集成，提高制造企业间的信息交流与资源合作。因此研究网络化制造资源模型及其信息集成，实现资源共享和优势互补，利用网络优势促使形成企业联盟[6,7]，成为制造企业发展的必然趋势。法国梅斯大学的G.Berio和F.B.Vernadat[8]进行了基于CIMOSA的企业资源建模研究，利用角色的概念对资源建模，定义资源在制造过程中充当的角色，利用状态图表对资源的状态进行描述。加拿大卡尔加里大学的D.Xue等研究了基于多代理技术的制造资源建模[9,10]。国内清华大学国家CIMS工程技术研究中心的张玉云等[11-13]参照STEP产品信息建模的思想，研究了面向对象的制造资源建模，对制造资源进行物理、过程、功能、状态4个方面的描述，对资源的组织从工厂、车间、单元、工作站和设备5个层次进行描述。同济大学的戴毅茹[14,15]等也采用面向对象的思想对企业资源进行建模，借鉴对象的封装和继承性将资源的属性和操作封装在对象内部，研究支持全生命周期的资源建模。东南大学的倪中华等[16]应用XML技术建立网络化制造模式下面向工艺设计的制造资源模型，解决了不同企业之间存在着大量异构资源信息的交互和共享的问题。西北工业大学的吉锋[17]等人提出了协同制造单元的概念，认为制造单元主要为外界提供制造服务，从概括信息、制造能力信息物理构成信息、状态信息、制造服务评价信息等方面建立了制造单元的制造服务信息模型。分析上述国内外已有研究，可以发现目前的网络化制造资源模型研究存在以下问题或不足：1）建立网络化、模块化、多粒度、多层次的制造资源信息模型，必须围绕跨地域、多利润中心的产品全生命周期展开；而已有资源信息模型难以满足网络化环境下对异地资源的信息需求。2）已有资源信息模型大多对离散的个体制造资源进行描述，信息复杂且繁多，描述层次偏于底层，而且对由多种资源抽象构成的制造单元制造能力进行描述的研究还很少。针对以上不足，本文在充分调研国内外制造企业制造资源情况的前提下，开展面向网络环境的制造资源建模及其信息集成技术研究。1基于物理制造单元的网络化制造资源建模1.1网络化制造资源模型需求分析1）制造资源特点分析企业制造资源是完成生产任务的最重要的物质基础。作者通过对西航公司、西飞公司等公司调研，总结了传统制造模式下的资源特点：企业都有自己核心制造资源和能力；一般地理上比较分散，企业间的制造资源难以相互利用，形成资源孤岛；企业有大有小，传统大中型企业对制造资源的组织通过车间、制造单元进行组织，小型企业对制造资源的组织仅通过制造单元进行组织；各企业采用的数据库系统或资源管理平台不同，资源信息模型异构；实际生产中各应用环节（如设计、工艺、制造仿真、生产调度等）与资源密切相关，但各环节有其自己的资源信息管理，无法保持资源数据的一致性。2）网络化制造资源模型需求分析针对网络化制造资源，对其模型提出了更高要求：层次性：网络化制造资源应该不是局限于狭义的制造资源，而是要拓展到广义制造资源，需要对企业制造资源建立多层次的信息模型。关联性：不同层次的制造...