面向云制造的数控加工服务关键技术_刘日良

第１８卷第７期计算机集成制造系统

Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．７

２　０　１　

２年７月Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　

Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｊｕｌｙ　

２　０　１　２文章编号：１００６－５９１１（２０１２）０７－１６１３－０７

收稿日期：２０１２－０１－０５；修订日期：２０１２－０５－０５。Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　０５Ｊａｎ．２０１２；ａｃｃｅｐｔｅｄ　０５Ｍａｙ　

２０１２．基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７５３１１，５１０７５２４１）；山东省自然科学基金资助项目（ＺＲ２０１１ＥＥＭ０１５）。Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｔｅｍｓ：Ｐｒｏｊ

ｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．５１１７５３１１，５１０７５２４１），ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉ－ｅｎｃｅ　

Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．ＺＲ２０１１ＥＥＭ０１５）．面向云制造的数控加工服务关键技术

刘日良，李　鹏，张承瑞，赵晓峰

（山东大学机械工程学院，山东　济南　２５００６１

）摘　要：根据云制造、云服务的原理总结了数控加工云服务的基本特征，分析了数控加工资源和能力的云服务化关键问题。为应对数控加工云服务中的工艺相关问题，设计了一个更加注重应用集成和知识管理的三层（服务管理层、应用集成层和基础数据层）云服务平台。通过服务组合和服务控制，该平台能协调从图纸到零件的整个过程，

并支持多种应用方式。鉴于知识在这种服务系统的整体运行中的核心作用，基于本体技术构建了数控加工知识库的基本架构，包括概念层、领域层和规则层三个层次，分别描述概念、实例和推理规则，以有效表达数控加工服务并支持相关系统的智能行为。

关键词：云制造；数控加工；云服务平台；知识库；本体中图分类号：ＴＨ１６６ 文献标志码：Ａ

Ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ＮＣ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　

ｓｅｒｖｉｃｅ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｔｏ　ｃｌｏｕｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＬＩＵ　Ｒｉ－ｌｉａｎｇ，ＬＩ　Ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ－

ｒｕｉ，ＺＨＡＯ　Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ　２５００６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｃｌｏｕｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（ＣＭ）ａｎｄ　Ｃｌｏｕｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＣＳ），ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ＣＳｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｔｏ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ（ＮＭＣ）ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ　ｋｅｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ＮＣ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ＣＳ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｏ　ｄｅａｌ　ｗｉｔｈ　ｐｒｏｃｅｓｓ－ｒｅｌａｔｅｄ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ＮＭＣ，ａ　ｔｈｒｅｅ－ｔｉｅｒｅｄ　ＮＭＣ　ｐｌａｔｆｏｒｍｗｈｉｃｈ　ｉｎｃｌｕｄｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄａｔａ　ｂａｓｅ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｔｏａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅ　ＮＭＣｐｌａｔｆｏｒｍ　ｃｏｕｌｄ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｒｏｍ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｔｏ　ｐａｒｔｓ　ａｎｄ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｖａｒｉｏｕｓ　ＣＭ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｓ．Ａｓｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｐｌａｙｓ　ａ　ｃｒｕｃｉａｌ　ｒｏｌｅ　ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ　ｓｕｃｈ　ａ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎ　ｏｎｔｏｌｏｇｙ－ｂａｓｅｄ　ｂａｓｉｃ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｏｆ　ＮＣ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｂａｓｅ　ｗａｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｎｃｌｕｄｅｄ　ｃｏｎｃｅｐｔ　Ｌａｙｅｒ，ｄｏｍａｉｎ　Ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ｒｕｌｅ　Ｌａｙｅｒ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｒａｍｅ－ｗｏｒｋ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ，ｃａｓｅｓ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎｉｎｇ　ｒｕｌｅｓ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｕｓ　ＮＣ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｗａｓ　ｒｅｐｒｅ－ｓｅｎｔｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　

ａｎｄ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗａｓ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ．Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ：ｃｌｏｕｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ｃｌｏｕｄ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ；ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｂａｓｅ；ｏｎｔｏｌｏｇｙ０　引言

随着制造业信息化技术向网络化、智能化和服务化方向的纵深发展，云计算的理念被引入制造业，从而产生云制造的概念。云制造是一种面向服务的网络化制造新模式，旨在通过对制造资源的智能化管理和经营，为制造全生命周期过程提供可随时获

取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制

造活动服务［

１］

。云制造概念借鉴并拓展了云计算和已有先进制造模式的成果，充分体现了面向服务的制造理念，为实现资源共享和高效低耗的生产提供

了一种新的思路［

２］

。另一方面，云制造需要整合设备资源、软件资源、人力资源和物流资源等各种各样的制造资源，远

DOI ：10.13196/j.cims.2012.07.272.liurl.035