唐山技师数控机床教学智能管理系统技术文件-CAXA

技术文件
唐山劳动技师学院数控机床教学智能管理系统由软件和硬件两部分组成，系统主要实现数控机床实训教学管理、数控机床联网通讯管理、数控机床辅助设备管理和数控机床视频监控管理等功能。

网络布局图如下：
系统说明：
1)本系统具有教学管理、数控设备管理、辅助设备管理及视频监控管理四个部分业务模块。

各业务模块紧密集成，支持移动平台的应用；提供丰富的、开放的接口，能够接入学院网络信息中心及监控系统。

2)系统软件架构：主系统软件架构采用基于NET平台、采用B/S架构。

系统中四个业务模块均采用Sql server同一数据库，便于数据集成与交换。

3)软件使用性能要求：软件系统前端界面响应时间最长不超过15秒；后端的使用应简单快捷，尽量减少采用键盘与鼠标的输入；软件的使用应符合使用习惯，支持常用的快捷操作方式；一般常用报表查询响应时间不超过10秒，复杂报表查询最长不超过30秒。

4)权限管理：各核心业务模块系统均采用基于角色的权限管理方案。

支持基于功能模块的授权与基于内容的授权（如基于用户账号的授权以便相应角色用户查看该角色所对应权限的情况；基于物料的授权，以便对所涉及的物料进行管理）。

5)安全性要求：系统安全保密性应满足国家以及行业标准的有关技术要求；提供
系统操作的日志记录，提供系统操作审计功能，并可对系统操作进行统计查询与检索，使系统的操作与使用应具有可追溯性，系统日志应至少保持6个月；系统应提供自动备份机制，包括增量备份与定期备份，并具备良好的恢复机制。

6)数据导入导出便捷性：系统提供大量数据输入输出的界面，提供数据批量导入导出功能；操作便捷、人性化、智能化，对导入导出过程中存在的不符合规则的数据有人性化提醒功能，提示操作用户哪些数据存在什么问题，以便于用户能迅速纠正，快速导入。

7)布线的总体要求：系统布线采用标准化的技术，可以保证智能化发展的一致性，增强各系统平台的兼容性，以达到智能网络的互连与开放。

为确保将来不同厂家设备、不同应用、不同协议连接，整个方案从设计、技术和设备的选择，支持国际标准的网络接口和协议，以提供高度的开放性。

➢全面支持IEEE工业标准：802.1d，802.1p，802.1q，802.1x，802.3，802.3u，802.3z；支持路由协议：IP 的RIP V1/2，OSPF，BGP-4；信令标准：H.323,RTP/CRTP。

➢支持：IPsec、L2TP、GRE、MPLS-VPN规范。

➢支持多址广播协议：IGMP，DVMRP，PIM-DM，PIM-SM；
➢网络管理协议：SNMP，RMON，RMON2；
系统配置灵活、易于管理、易于维护、易于扩充的目的。

楼间采用光纤布线，楼内采用光纤或六类国标网线布线。

一、系统软件部分功能与选型
1、教学管理业务模块：
1）教学管理模块
该模块采用B/S架构，基于WEB方式浏览，包括教学计划管理、教学大纲管理、教学科目管理、课程内容管理、备课管理、排课管理、讲课平台等教学管理相关功能。

方便教师日常教学工作规范化、条理化、信息化，同时便于教师收集整理资源，并在授课过程中可随时调取相应资源，根据授课需要的教室、设备等资源自动排课，教师在备课过程中可以将教学使用的图片、视频、课件、图纸等文件上传到服务器，待授课时在线播放。

教师授课过程中，对于需要编辑NC程序、上机实际操作加工的课程，教师可以通过本模块指定学生的操作内容并下发图纸、设置学生上机操作时间、操作设备、领
用物资，并最终生成学生上机操作工单；学生使用一卡通到库房刷卡领用相应的物资，在设备旁终端刷卡后，激活设备操作面板、激活设备监控摄像头，系统开始记录学生的整个操作过程；视频录像供教师随时实时查看，并将学生上机操作视频转播在多媒体教室、车间的大屏幕上，或保存为历史数据用于将来过程调阅。

（1）教学大纲管理：系统可以维护教学大纲的基本信息；例如：课程名称、编码、所属专业，编写教学目标，并设置本大纲的课程章节信息，维护每一节课程的教学内容、使用设备、加工图纸、教具、课件视频等资源信息。

大纲模板可定制。

（2）教学计划管理：系统可以制定和维护未来的教学课程计划，可关联教学大纲自动生成教学计划和课程安排，并可以灵活方便的调整。

从组织方式上，分为软件和资源及设备，贴近学校需求。

✧软件：包括CAD/CAPP/CAM软件；办公软件及软件培训教程、实例及手册，用户可下载及在线学习。

✧资源：包括学生资源（中职、高职）；教学资源按专业分类（数控、模具、机电及其他）及课程名称、编码、所属专业；教师资源(专业教师的简介、特长、技能及授课信息)；精品课程（不同专业的精品课程的相关文档、视频等资料）；技能鉴定（按照工种提供技能鉴定相关信息及鉴定试题题库）
✧为更方便地利用资源，提供快捷的过滤搜索功能。

3）教学备课管理：在系统中教师可以完成课程的备课，课程中需要的课件、视频、图片等等文字及媒体资源信息可以通过系统上传到服务器，备课模板可定制。

实操课程，教师可以上传或者设置好完整工艺卡片，卡片模板要求可定制。

课程备注中可以设置课程考勤与考试占用分数比例。

可以将备课信息反向同步到教学大纲中，同一教学内容可附带多个备课信息。

✧教师上课
✧老师备课：教师登陆系统后，点击教师课程，将会列出自己的课程，添加和借用课程资源文件，添加作业和练习。

✧上课点名：教师登陆系统后，点击教师课程，将会列出自己的课程，点击“点名”后弹出上课学生列表，完成后可添加作业。

✧批改作业：学生作业提交后，老师可查看学生作业，然后在得分出可以给出得分，在评语处给出评语（评语可以自己添加，也可以从标准评语库中选择。

）
4）课程排课管理：系统可以根据所有课程信息，及课程所涉及的教具、教师、上课班级、设备资源信息进行排课，系统可以协助运算是否在同一时间使用了相同的教具、教师、及设备信息，以确保排课结果准确，可以将排课结果保存生成课程表，课程表信息可以输出打印。

课程表可按照资源的不同筛分成：科目课程表、教师课程表、教室课程表、教具课程表、设备课程表等。

根据权限可进行课程调整，针对突发情况，能对相应涉及的一系列课程表进行人工调整，同时，系统后台对此调整进行相应日志记录。

5）教师讲课平台：要求系统在教师授课时，可随时调取系统教学资源，随时下载教师备课的课件资源，可以控制激活机床操作面板及机床内部的摄像头并调取视频。

系统可根据教师登录信息和权限自动匹配相关联的课程信息和资源。

系统可自动链接考勤设备，记录学生的考勤情况。

系统可对学生电脑进行强制显示管理和显示推送。

实训课，系统可根据教师要求下发工艺卡。

指导老师和学生可以通过刷实训卡激活设备、领任务单、领工具原料、上机的步骤进行实训。

系统可对整个实训过程进行记录，要求实现视频同步记录，并保存。

2）、学员管理模块
系统功能包括：学员的基本信息管理、课程管理、考勤管理、成绩管理等。

可维护校内或者社会外来人员的基本信息、设置其专业、学籍、学科、班级等信息，并可以查询学员的考勤记录、课程表、成绩等等，同时学员也可以通过本模块查询相关信息。

⑴学员信息管理：系统可以登记和维护学员的基本信息，包括学员来源（本校、兄弟院校、社会人员）、学员姓名、身份证、政治面貌、学籍、联系方式、专业、年纪、班级等等基础档案信息，绑定一卡通卡号，并自动生成或者关联学号。

一卡通可循环使用，毕业、离校学员可以注销一卡通的卡号。

报名管理
报名管理主要针对报名学生信息管理。

包括报名管理和批量报名两个方面。

⑵学员考勤管理：系统可以设置考勤规则，根据打卡器记录的学员考勤记录，统计学员迟到早退等考勤信息，可以按月查询学员的考勤汇总信息及考勤的具体明细，
并支持输出打印；系统中可申请事假、病假等，并保存记录。

特殊原因导致未能正常打卡，可以让负责老师在系统中补录。

⑶学员课程管理：系统可以查看学员所涉及的课程信息，浏览课程内容、讲师、教室信息等，并可提前下载课程的相关教学资源（受权限控制），
⑷学员成绩管理：系统可以通过读取学员考试结果以及日常出勤情况，计算科目的最终分数，学员只能在系统中查询自己的所有成绩，并可保存或打印。

⑸上机操作模块：在实操课环节，学员可以通过刷卡、领任务单、领工具原料、上机的步骤进行实训。

系统可对整个实训过程进行记录，要求实现视频同步记录，并保存。

包括实训课程、实训申请、实训审核、设备分配等操作。

✧实训课程可以对课程进行批量导入、导出、增加、删除、编辑等操作。

✧实训申请可以进行填写申请、进行批量提交、批量删除、浏览等功能。

✧实训审核可以填写申请、领导进行审核，进行驳回审核、浏览、编辑、按条件查寻等操作。

✧设备分配可以为设备指派实训室、负责人（教师）。

实训过程管理：
实训过程管理主要是对实训记录以及实训设备当前状态的管理。

实训记录主要是对各个班级实训情况的一个记录，可以进行浏览、按条件查询、编辑等操作。

实训设备当前状态可以查看某段时间段内某设备是否被占用。

以便合理分配增大可用资源。

✧实训统计
主要是对实训信息的综合及有价值信息的统计。

对各个班级上课用电、领料等的统计（为了各方面信息更加直观有柱状图及饼形图）
✧实训报表
实训报表包括实训项目、鉴定项目、综合服务的统计分析，并出相应的报表。

3）考试竞赛管理
系统功能包括：题库管理、考试管理、考生身份管理、竞赛管理、在线理论考试、实际操作考试等考试及竞赛相关的操作模块。

支持考生生物识别功能，在承担国家技能等级考试时，可用于考生的身份识别和认证工作。

⑴考试题库管理：系统提供可定制、可编制的考试题库格式模板，可以方便快捷的录入考题信息，题库支持多种文件格式，如图纸、图片等，单个考题允许多种文件并存。

单个考试题属性可以属于多个科目，单个科目可以包含多个考试题库信息，每个考题可以维护的信息有：考试提示问题信息、问题图片（可选），及备选答案。

考试题目分为判断题、单选题、多选题，可以增加问答题，并可设置问答题阅卷模式。

考题导入模板：
考题类型及难易度：
⑵考试设计管理：系统可以对考试进行设计，可以设计定义包括：考试科目、考试题目、考试时间、考试时长、考试类型、是否题库自动出题等信息，可以设置各类型题目的数量、先后顺序及分数比例、题库范围，支持手动创建考题，可以手动录入每个考题内容及答案，实际操作考试，还可以设置考试所涉及的数控设备、考试内容对应的工艺卡片，支持纸笔考试内容和结果录入。

出题规则定义
自动出题：
⑶学员身份认证：系统可维护考试科目所涉及的学生的基本信息、一卡通卡号、并可选择是否增加生物识别信息，例如人脸面部识别、指纹识别等；对于外来竞赛人员，要求可以开通临时一卡通。

考试信息维护：
考试信息导入维护：
身份识别多种方法：
⑷在线考试管理：系统支持学员上机登陆选择考试科目后，可以自动按照考试设计样式，为学生生成考试内容，可以自动记录考试时间，到时间后，系统自动提交考试答案，并判定考试分数。

支持主动提交考试答案。

系统支持题库生成模拟考试，模拟考试的分数不作为考试成绩。

实操考试，要求学员在设备旁终端登录考试后，系统自动激活数控设备，并在考试时间用尽后，安全锁定数控设备操作。

系统支持刷卡开关机：
⑸考试成绩录入：系统要求可以针对不是用题库自动出库的考试，及考试结果需要人为判定的考试成绩，进行录入，录入后的结果作为该科目的考试成绩，并可快捷导出考试成绩。

⑹竞赛比赛管理：系统要求可以维护竞赛需要的场地信息、设备信息、原料刀具信息，竞赛时间、时长，竞赛参与人员信息等。

竞赛人员可以通过刷卡，激活竞赛所设置的数控设备，竞赛时间用尽后，设备会被自动锁定；并可以将竞赛人工评定的结果录入。

竞赛管理：主要有添加监考人员、修改考试信息、生成试卷，自动评分，产生成绩报表等功能。

⑺考试成绩分析：系统要求可以查询各科目考试成绩，可以统计分析各学科考试成绩平均分数、通过率等，并可以对各班级成绩数据、历史考试数据进行比对。

⑻竞赛成绩发布：系统要求可以查询各竞赛结果，获奖名单等。

4）教务管理模块
系统可以将教务相关的，如：自定义工作流管理、流程审批管理、公告通知管理、绩效考评管理、物资领用申请等实际教学管理过程中的流程性的工作纳入到系统中
来。

实现流程可定制，权限可分配。

⑴自定义工作流管理：是指工作流各个环节及其参数完全自定义，常用于公文处理、业务流程签批处理等。

系统可以自定义工作流模型实现教务管理中的公文流转模型设计，将工作流技术引入学校的教务日常管理中，促使教务工作流程化。

实现功能包括：流程自定义、步骤自定义、步骤重复次数、步骤类型（顺序/并行）、定义排序功能，完全使用数据库实现。

工作流程采用图形化的方式，可方便进行自定义流程模板：
⑵流程审批管理：系统提供灵活、高效的流程审批功能，为进一步规范学校内部管理，保证项目申报文件和单证审批流转的快速、有效，落实办理事项的责任，减少扯皮和推委，通过对教务管理过程中的审批流程和权限进行细化，明确各节点时间要求和责任，并可对各过程审批节点追溯，到期提醒等功能。

⑶公告通知管理：系统要求可以实现学校内部公共通知发布和告示的作用，发布范围可按照部门、院系、角色和人员选择，将公告通知发布精确至个人。

通知管理可以选择相应的有效期限，公告在达到失效日期以后自动会转为失效状态。

公告通知的附件是可以在发布的时候直接在线编辑的，发布公告通知的时候要选择此公告的附件是否是可以被人下载和打印，如果所带的附件是Office文档，可对Office文档进行在线编辑。

公告通知的内容可以是图片、表格等形式。

公告通知的查询功能，能实现对公告通知的查询或删除。

查询时可以按照发布的人员、时间和通知内容关键字进行查询。

⑷绩效考评管理：系统要求可以自定义评估时间段，可以随意的增加和删除相关
时间段；评估指标的项目和分数可以通过后台进行设置，可以随便根据自己的需求进行定义。

可以批量评价员工信息，不同的角色可以使用不同的评估指标进行评价。

评估后的数据可以采用图表的格式显示出来，方便学校方面进行数据分析和数据挖掘。

相关的数据均可以导出EXCEL文档，部分数据还可以导出PDF，DOC，XLS格式，方便保存和打印。

⑸物资领用申请管理：系统可以对日常教务过程中所发生的物资领用申请进行登记管理，便于日后教学物资的盘点、领用登记查询等等，实现对教学物资的合理配送与领用控制，起到提高物资利用率及科学管理的作用。

5）与门户网站相关联
系统可以与公网或者校园网链接；根据校园网开放接口，向校园网推送其所需显示的教学监控视频等。

2．设备管理业务模块
1）设备日常管理模块
系统可以对数控设备进行管理与监控，功能包含：设备分类管理、登记管理、台账管理、设备参数管理、设备联网通讯采集监控管理、设备维保计划管理、设备故障记录、设备点检记录、设备备品备件采购、领用记录等。

⑴设备类型管理：系统可以录入和维护设备分类信息，分类信息包括分类名称、编码。

⑵设备登记管理：系统可以登记设备基本信息，包括设备名称、固资编号、设备编号、设备分类、设备价格、设备采购时间、厂商等等，登记信息可增加和删减。

⑶设备台账管理：系统可以查看具体设备的基本信息、设备运行状态，并可以设置设备责任人、设备维保周期、设备所属车间等信息。

通过台账界面，可关联显示设备维保计划、设备课程表、设备运行任务、设备效率等等设备运行数据。

对已报废设备，可在台账中将设备设置为报废状态。

⑷设备故障类型：系统可以对设备各种故障信息进行分类维护。

信息包括故障类别名称、编码、故障类别描述、故障类别、常规解决办法等信息。

⑸设备维保计划：系统要求可以维护设备的维保计划。

可以根据设备的维保周期自动生成维保计划，由具体负责人进行确认，并在系统中反馈设备维保计划执行情况。

设备维保计划信息会在排课过程中显示，以提醒合理安排排课的设备。

⑹设备点检管理：系统要求设备维保人员可以设置各类型设备的点检项目，并定
时录入点检项目的实际值。

⑺备品备件登记：系统要求可以对首次使用系统或者新购置的设备备品备件，进行登记，审核后，备品备件信息登录到台账中。

每台设备可以录入和保存相应的油品信息，可以设置理论时间和更新时间，方便油品的更换和提醒。

⑻备品备件台账：系统可以查询显示库存中的备品备件的保有量、库存位置，领用记录等。

⑼备品备件领用：系统可以登记备品备件的领用信息。

记录领用备件信息、领用量、领用人、领用时间、领用设备、领用原因等等。

2）设备联网通信采集监控管理
⑴整体功能
① CAXA DNC 设备物联系统集通讯和采集于一体，方便管理和维护；
② 系统提供整个模块系统的维护、设备基础信息的维护及人员信息维护等功能；
③ 系统支持联网机床免费迁移；
④ 系统支持数据库开放，方便内部二次开发;
⑤ CAXA DNC 设备物联系统与实训教学管理系统紧密集成，可实现根据教学任务刷卡开启、关闭设备，所有行为记录在数据库中，可以方便的统计查询。

⑵通讯功能：
①CAXA DNC 设备物联系统支持FANUC，siemens，海德汉、华中数控、广数等国内外多种数控系统。

完全支持学院已有数控机床操作系统（ FANUC、西门子、海德汉、华中数控），多台设备同时通讯互相之间没有干扰；
CAXA DNC 设备物联系统支持对各种数控系统进行联机通讯，通信模块支持的机床控制系统包括：
FANUC 系列SIEMENS系列HEIDENHAIN系列FIDIA系列FAGOR 系列OKUMA 系列NUM 系列MAZATROL系列Mitsubishi 系列DECKEL 系列CINCINNANTI 系列MAHO系列
BOSH系列
沙迪克系列
华中数控系统
苏州三光系统
航天数控系统
广州数控系统
广泰数控系统
凯恩帝系统
②CAXA DNC 设备物联系统采用WEB 结构管理，可以通过内部网、外部网上系统运行状态查询；
③系统具有服务器全局配置功能，在服务器上对各种参数进行修改及其它系统设置，机床客户端可以相应自动更新；
④系统具有NC程序的上传、下载、比较等功能，服务器端根据请求提供所有服务，实现无人值守，自动运行；
⑤系统基于数据库管理，支持SQL、ORACLE、ACCESS等数据库；
⑥系统能够支持超过256台机床的联网，并可任意扩展机床数量，
⑦系统能够显示正在通信的机床数量及名称，在传输过程中显示传输的代码。

对于远程程序传输，能明确地知道程序是否有效地传输到数控设备中；
⑧系统具有代码效验、字符串匹配、文件完整性检验、嵌入式文件比较、双机热备等多重安全机制。

提供错误调试窗口，出现错误可方便进行分析，帮助用户快速解决系统通讯故障；
⑨系统实现NC程序长文件名管理，并嵌入到DNC系统中，在程序传输时与程序号自动转换，实现程序名称规范化管理；
⑩在NC程序中按规定书写注释字符，NC程序从数控机床端上传到服务器时，计算机将自动将此文件按注释符内容进行处理。

支持程序批量下载；
⑪系统支持多机同时在线加工、多级子程序嵌套调用、断点续传、程序重开；
系统提供三种方式的断点续传：
✧手工断点续传
手工方式的断点续传是在机床一端已经做好接收准备的情况下，将某个文件从断点处由服务器端发送给机床。

这里要求用户已知断点处行号。

✧自动应答断点续传
机床操作人员在机床端按照约定输入指令代码，系统会自动解读并作出反应，将操作人员需要的代码从设置的断点处发送回机床端继续加工。

✧断电断点续传
在机床突然全部断电的情况下，系统会自动记录断电处断点信息，同样机床的操作人员可以通过约定发送指令，系统会将正确代码发回机床端继续加工。

利用断点续传功能记录断点代码可以解决大程序智能分段的问题。

⑫系统可以传输机床参数、刀补文件等内容；能传输DXF、DWG、BMP、WORD等二进制格式代码文件；
⑬系统支持条码阅读器，可用条码阅读器请求NC程序下载；
⑭系统具有服务器端记录工作者所有传输操作过程，该记录信息可以进行分类查询；
机床传输各项操作日志文件保存的路径及保存时间间隔。

系统主界面下方是各个机床传输的记录信息，这部分信息以数据库文件的方式保存在用户指定的路径中，文件名称由系统自动根据当时的系统时间命名，保存文件的间隔时间由用户根据需要自行设定。

⑮系统支持全面实现参数化配置，通讯参数有自动备份技术，在移机或重装系统时，系统智能恢复；
⑯系统支持与客户现有的对刀仪、三坐标测量机等系统进行数据集成；
⑰系统支持传输刀具参数、机床备份参数。

⑱系统具有智能的文件比较功能，能轻松地标示出两个文件(或不同版本)的数据差异、错行、漏行。

文件智能比较
选择“比较文件”，系统弹出选择需要比较文件的路径，依次选择需要比较的文件名称，确定后，系统默认给出两个文件比较后的部分区别信息。

用不同颜色显示了两个文件的区别信息。

⑲系统支持数控程序的强制上传功能，上传上来的NC程序直接保存到数据库，不需要中间文件拣取的转换模式。

⑳DNC支持与数据库分离，DNC应用服务器与数据库服务器采用不同服务器管理，同时支持双机冗余热机备份功能。

21系统具有停机原因强制上报等功能，人员上报时方便快捷，在机床面板端按键即可完成。

⑶程序管理功能
①CAXA DNC 设备物联系统支持Oracle及SQL数据库。

②系统采用产品结构树、文档树、设备树分类管理，可根据零件建立多级程序目录，根。