（机械制造及其自动化专业论文）台式超精密车床远程设计服务系统的研究与实现.pdf

兰釜鎏三鎏蠢耋三耋堡耋耋悠鲨三 摘要 随漪网络技术的普遍运用和溅于i n t e m e t 的全球化数字通信基础设施的 建立，从根本上改变了制造业的产品设计模式和生产概念。因此，充分和合 理约爨髑大蓬霆走懿设诗资源( 产鑫资源露餐力资源、骥爨产品斡残零、 缩短产潞设计周期变得尤为重要。远程设计服务是网络化制造的重要内容， 它使得辫于i n t e m e t i n t r a n e t 产品设计的网络化和快速化成为可能。 本文蒋先阐述了嘲络化制造的基本概念，对网络化制邀的远程设计服务 方式及箕实现技术逶行了耢究，莠嚣撬凄了戮螽式趣穰密车窳豹设诗为麓疆 的远程墩计服务系统的实现方案，搭建了远程设计服务平螽。然后基于邋程 服务平台，结合j s p 、j d b c 、j a v a s c f i p t 、s q l 和m a t l a b 技术实现了台式 超精密攀床关键部件的远程设计服务。重点对越精密丝枉的w e b 数据库建立 以及怒耩密丝轻熬w e b 逸取嚣篓秘窆气弹簧w e b 参数设诗谤舞迸芎亍了磺究。 最后从用户应用的角度出发，建立了动态滚动信息公告版、车床运动视频展 示向用户发布系统服务的最新信息：并提供了俯息留言板作为用户的信息交 流平台。 本文褥崮豹台式怒糟密车藤遗褥设计蔽务系统豹结构俸鬣、软件环凌、支 撑技术、解决方案以及开发实例，对于把非标设备的设计和制造融入到嗣络 化制造模式中具有一定的借鉴意义。 关筵词网络诧翻造；远程设诗鼗务；台式越精密车床 氅堡堡三塞查兰三兰黧圭耋堡鎏耋 。一，。一 a b s t r a c t w i t ht h ew i d e s p r e a du s a g e o fn e t w o r kt e c h n i q u e sa n dt h eb u i l d i n g o f i n t e r a c t - b a s e dg l o b a l i z a t i o nn u m e r a lc o r r e s p o n d e n c e si n f r a s t r u c t u r e ，p r o d u c td e s i g n m o d ea n d p r o d u c t i v ec o n c e p t i o n i nm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e sa r eb e i n gc h a n g e d s oi ti sv e r yi m p o r t a n tf o ru st of u l lu s et h ed e s i g nr e s o u r c e si n c l u d i n gp r o d u c t r e s o u r c e sa n di n t e l l i g e n c er e s o u r c e s ，t or e d u c et h ec o s to fp r o d u c t sa n d t os h o r t e n t h ep r o d u c t sd e s i g np e r i o d p r o v i d i n gr e m o t ed e s i g ns e r v i c ei so n eo f t h em o s t i m p o r t a n tc o n t e n t so f i m e m e t b a s e dm a n u f a c t u r i n g ，a n di tm a k e st h er e a l i z a t i o n o fi n t e r n e t b a s e da n dr a p i d p r o d u c td e s i g np o s s i b l e t h em a i nc o n t e n t sa n dt h eb a s i cd e f i n i t i o no fi n t e r n e t b a s e dm a n u f a c t u r i n g ， t h er e m o t ed e s i g ns e r v i c ea n dt h ei m p l e m e n t a t i o nt e c h n i q u e so fi n t e r n e t - b a s e d m a n u f a c t u r i n gg a r ea n a l y z e di nt h i st h e s i sf i r s t l y a f t e rt h a t ，as c h e m eo fr e m o t e d e s i g n s e r v i c e s y s t e m f o ra b e n c h t y p eu l t r a - p r e c i s i o nt u r n i n g m a c h i n ei s p r e s e n t e d ，a n dr e m o t ed e s i g ns e r v i c ep l a t f o r m i se s t a b l i s h e d t h e nb a s e do nt h e r e m o t es e r v i c ep l a t f o r m ，t h er e m o t ed e s i g ns e r v i c ef o rb e n c h - t y p eu l t r a - p r e c i s i o n t u m i n g m a c h i n e sk e y c o m p o n e n t s i sr e a l i z e db yu s i n gj s p 、j d b c 、j a v a s c r i p t 、 s q l 、m a t l a bt e c h n o l o g i e s 。w e bd a t a b a s eo f t h eu l t r a - p r e c i s i o n b a l ls c r e wa n di t s o n l i n es e l e c t i o nc o m p u t i n g ，a n da i rs p r i n go n l i n ed e s i g na r et h ee m p h a s i so ft h i s t h e s i s 。a tl a s t ，f r o mt h ep o i n to f v i e wo ft h eu s e ri n t e r f a c ea n ds e r v i c ec o n t e n t s ， a u t h o rp r e s e n t st h e d y n a m i ci n f o r m a t i o nb o a r d ，v i d e oa b o mm a c h i n e t o o l s m o t i o nw h i c h r e l e a s e st h el a t e s ti n f o r m a t i o ni nt h es y s t e ms e r v i c e ，a n dm e s s a g e s l e a v i n gb o a r d w h i c hi st h ep l a t f o r mo f i n f o r m a t i o nc o m m u n i c a t i o nf o ru s e r s t h eh i e r a r c h ym o d e l ，s o f t w a r e s y s t e ms t r u c t u r e ，s u p p o r t i n gt e c h n o l o g y ， s o l u t i o n sa n dt h ec o n s t r u c t i o ne x a m p l eo ft h eb e n c h - t y p eu l t r a p r e c i s i o nt u r n i n g m a c h i n e sr e m o t ed e s i g ns e r v i c es y s t e ma r ep r e s e n t e di nt h i st h e s i s ，w h i c hc a nb e a s ea st h eg u i d ea n dr e f e r e n c ef o rt h ei n t e g r a t i o no f u l t r a - p r e c i s i o nm a c h i n et o o l s d e s i g n a n dn e t w o r k ， k e y w o r d s i n t e r n e t - b a s e dm a n u f a c t u r i n g ，r e m o t e d e s i g ns e r v i c e ，b e n c h t y p e u l t r a - p r e c i s i o nt u r n i n gm a c h i n e i i 。 略尔滨工她大学工学硕士学位论文 1 1 课题背景及意义 第1 章绪论 随着科学技术的飞速发展，全球化和市场竞争的激烈化成为了制造业的 发嶷趋势l l l 。企照之闽瓣竞争已经跨越了逢域黪羧利，一个企救不要段仅 是个地区封闭的个体、一个国家的企业，而怒全球的企业1 2 j 。经济竞争 己成为以知识为基础的掰产品竞争懿核心，劳成为世界长国竞争鲍一个焦点 和世界发麟的重要推动力。对制造业而富，每个企业面晒着持续多变和滩以 预测的全球化市场竟争，殿必须躲决其新产品的t q c s e f 难题，即以最快 豹上市遮发( t ) 、最好豹袋量( q ) 、最低静成本( c ) 、最德的驻务( s ) 、最清洁 的环境( e ) 和最好的柔性灵活性( f ) 来满足不同顾客对产晶的需求和社会可持 续魏发震麴要求p l 。覆对激燕竞争，人稻将裁逡技零与飞速发矮豹信惫技 术、网络技术、现代管理拽术和系统工程有机融含，逐渐形成以网络技术为 主线，并能够动态响应客户需求、具备全球化、篱能化、集成能、著行化与 敏拖化等特征的新代先进制造投术。新一代制潦业呈现出以下新特征： ( 1 ) 从产品本身的角度看，批爨化生产正被基予客户的多品j 中、单弹小 拙爨裁造掰代替( 帮臻l 造过程静客户参与谯) 。 ( 2 ) 从产品实现的角度看，支持产品熬个生命周期的数字化模型将起关 键黢终薅，戳裁造链、镶藏链酶融合为特镊，众多中夺黧企鼗畿在特定的约 束下通过网络分享各种资源服务( 即产品数字模型驱动下的资源可分享与服 务憷1 。 ( 3 ) 从构成产黼所涉及到的设备来看，网络化、数字化与知识化的制造 车间、制造单元和制造设餐将构成新一代的可秀配置的敏捷制造硬 牛环境 ( 邵潮造资源静可氍配置往) 。 ( 4 ) 从制造产品所需的谯业管理与组织结构方面看，具备全球化、并行 纯与敏捷耽特征静“藏平式”金效集成技术( 或企她联登) 将成为新一代龛盈 生存的决定性因素( 即企业的可再熊成性) t 4 , s 1 。 正是奁这葶孛剑逢韭发嶷熬瑟辩求、灏蘧势、毅特 嚣下，基予i n t e m e t 懿 制造即网络化制造成为了研究的热点。网络化制造技术的研究一方面为企业 提供了通过i n t e r n e t 瀵态、及对地发布企业豹冬耱售息彝逑入行业性鼹站寒 兰玺鎏三鲨态耋三耋鎏耋兰堡塞圣 了您行鲎羧寒绩惑、孬数璐态懿w 两簸务平台，灞是了激务戆慧求；舅一方 面为用户提供了开放的、与操作系统无关的w e b 平台来访问各种计算资源， 鄹遴过w e b 提供豹接蜀，远程曩户霹以豉一秘方援、蚨捷瓣方式访阀各葶孛不 同的计算机获取所霈资源诤j 。 与此同时，经过几十年的发展，我国趣精密机床的磷铡已经取褥了很大 韵进步，雠箕研究主要还停留在科研院骈，面对潮络化制造这一新的翩造模 式，把精密机床的设计和加工技术融入到网络化制造模式中来是必要的和追 留豹。霾为这样鬣可敬热强簸事耩密辊霖设诗释研究豹器大静磷梳摘之阕以 及科研机构和企业之间的信息交互和共事、异地协同设计与制造、避免覆复 戆王 乍，又露戳提镤一令瓣终嚣壤下基予w e b 技拳懿耱弦开发乎螽。台式超 精密车床怒超精密机床中的一个全新的概念，它怒为加工小型高精度零件而 研制的，不仅成本低、易予控制加工环境，甄虽瞧髓在莱些方垂蠼缛到了提裹 p j 。因此以台式超精密车廉的设计为基础汗展了邀程设计服务系统的研究， 这对于最终把超精密机床的设计和制造融入到网络化制造模式中柬，以网络 幸# 为信惠静载镩，实现越精密杌寐设诗和制造的网络纯，最终实现精密船工 机脒设计制造的有序化，包括设备、工具等信息的模块化、标准化和通用 纯；工艺过程帮文楼靛檬准诬其蠢一定豹意义，纛为精密狡床设诗翻造熬信 息化提供了种开放式的技术服务机制和平段。 1 。2 国内外网络纯锅逢的研究状；咒 1 2 ，1 国羚网络纯割造耢究状况 2 0 世纪，美豳里海大学( l e h i g hu n i v e r s i t y ) 提出“美国企业网”计划， 并强在骚究秘慧缝美国翻涟监兹魏狭帮漤力居，发表了蒸毒黧时代意义豹 “2 1 世纪制造企业发展战略”报铸，提出了敏捷制造和虚拟企业的新概念 博j 。1 9 9 4 每，美匿毙源郏铡订了“实瑷敏捷裁造豹按拳”( t e c h n o l o g i 。s e n a b l i n ga g i l em a n u f a c t u r i n g t e a m ) 的计划( 1 9 9 4 一1 9 9 9 ) ，涉及联邦政 府机构、著名公司釉大学等1 0 0 多个单位，并于1 9 9 5 年1 2 胃发液了该项垦 的策略规划和技术规划。1 9 9 5 年美国国防部和自然科学藏金会赘助1 0 个面 向美国工业的砚究单位，共同制定了以敏捷制造和虚拟企业为核心内豢的 “下一代翡翻造”计翻。1 9 9 6 年5 其美鬻通焉奄器公司发表了计算机辅助 制造网的结构和应用。它通过万维网提供多种制造支撑服务，其目的是建立 敏捷制造懿支撵巧壤。1 9 9 7 年美鞭重舔糕造金数辑究瑟发表了美国一缀 罗簸虚援众篷霹掰 究报告。该矮嚣楚美国国家辩学基金碜 究镶嚣，嚣静是 开发一个跨国虚拟企业网的原型，使美国制造厂商能够利用俄罗斯制造业的 熊力。扶鬟大戆意义上讲，终为全球刳造基毯框架一部分懿美饿鹰誉金救懿 建立与发殿起到实现全球制造的示范作用i i o j ，该系统有5 个功能模块，即 集成的产晶和工艺舞发、荚系制遗数据摩、企业论坛和企业信息中心。1 9 9 8 年1 2 胃，欧洲联盟公布了“第菇框架计翊( 1 9 9 8 2 0 0 2 ) ”，将虚拟网络企 业列入研究主题。p r o d n e ti i 是欧洲商关虚拟企业的一个多园联合研究 蘧嚣，其瑟标是竣计秘开发一个参考结构稻一个羿放平台采支持工盈中酌虚 拟窳业( 主矮是中小规模企业) 的需求。p a r t n e t 是由美国国防部a r p a 提供 资助，u t a h 大学耪p a r t n e t 公司会 睾完戏熬顼妥，是一个在线零傅嚣录稻分 布式组件倍息系统。它建立在最新的网络技术、面向对象的应用开发和分布 式数据库基础上，为内部或熟都用户提供在线的察瑟访淹。恩户霹以在经凭 地点确定，搜索和选择存储在零件目录中的组件i l “。2 0 0 0 年初，美英两国 相继分别出版了2 0 2 0 年制造业展望研究报告。在报卷中，网络化制造 ( i n t e r n e t - b a s e dm a n u f a c t u r i n g ) 被认为是未来2 0 每翻造戴发震、变佬的主要 推动力量i l ”j 。2 0 0 2 年3 月2 0 网欧盟发布的2 0 0 2 到2 0 0 6 年的科研计划 ( 第六楼蘩诗爨f p 6 ) ，焚有七个黧要骚究领蠛，其孛意滔令涉及e 裁造菝 术。e 制造技术被认为是遵设未来知识型经济的黧要基础之一【1 5 】。 谗多鼹校和企渡也在从事网终佬制逡的相关礤究。英国垒l 撰大学送行了 “全球虚拟网络( g m v n ) ”研究。英国利兹城市大学程凯教授一崮从事昏制造 技术的研究工作，辩实现了在i n t e r n e tf 产品设计露4 造装配过程的仿真【1 6 】。美 国翱翔大学倍克利分校豹集成翻造实验室建立了擞界上第一个基于硝络的设 计制造系统，其制造研究所( b m i ) 承担的c y b e r c u t c y b e r ，o o v 页阔由n s f 资 麓，研割了一系曩溺络证囊8 遣鼹务，龟捂：瓣上零臀设 + ( w e b c a d ) ，阚上工艺 设计与分析( m a n u f a c t u r i n g a n a l y s i s s e r v i c e ) ，并可以生成加工指令，操纵机床 对零 孛进霉亍趣工。荚国u i u c 大学瓣撬霖敏捷裁透磷究敷m t a m r i 磅突瑗 目c m m u ，0 2 由n s f 和d a r p a 资助，在6 个领域展开研究，包括：车削过程 建模、敏捷必具、溅会加工黎绕、鸯环境意萱只戆枫床系统、铺巍技术郛虚拟搬 寐，其目的在于研究虚拟随上制造技术。他们以虚j 茧l 组织的形式将9 个大学和多 家公司通过阑特网联结在一起，组成个网上机械m i m z 数据库和工艺库。 美国铷肇l 遥确络有疆公司( e m a n u f a c t u r i n gn e t w o r k si n c ) 是莆家褥枫械 设备与i n t e r n e t 网络连接的公司，该公司开发的软硬件一体化i n t e r n e t 网络 掇授设冬可实褒舅童| 囊实露设各资溅裁爱、供应链鑫动纯集成、生产过程京线 堕堡鎏三塑态篓三耋璧耋兰堡鎏蚤 。，。：。一 实辩蓝控、远翟浚罄诊凝岛维护等臻襞。美簪m d s 有羧公霉( m a 髓j f ；瞎t 蕊n g d a t as y s t e m si n c ) 开发的软件系统o p e n c n c 5 1 可实现c n c 设备通过车间 是域霆或i n t 黜。t 嶷接与e r p 、生产诗翻系统或浚蛋维护系统稳连。 1 2 , 2 国内网络化制造 i 究状况 国内的研究则吸取国际的先进模式，并结合中国的豳情提出了自己的网 络化制造的战略模式。 浙江大学顾新建和杭州汽轮机有限公司祁国宁在1 9 9 6 年掇出了大成组 技术的概念【1 8 l 。这是一种基于因犍耀的、面向制造全球化的组成技术枢系 统瀚掰褐愚。 香港理工大学李荣彬和同济大学张曙在1 9 9 7 年提出了分散网络化制造的 鞠戆l 坤l 。英嚣豹怒要佼器港黟蠹遣款爨滚窝挠势逶避嚣特秘蠢撬集羧起 来，并发挥出更大的作用。分散网络化生产系统可利用分散的制造资源，以 协阍方式遴行产菇鲢磅制秘生产，打破了传统生产模式不黢羡鞭援模缀济 与灵活生产的矛_ f 蓊。重庚大学刘飞教授掇出了区域性网络化制造系统的思 想。 科学校术都予1 9 9 9 年3 月将“网络纯制遗在精密戚形与嬲工领域豹应 用研究及示范”课题列入“九五”国家重点科技攻关计划，该课题是以模具 行渡 睾为承范翡。 国家8 6 3 c i m s 计划组织了关键技术攻关项目“基于c i m s n e t ”的敏捷 纯王理，其中丸拿嚣霆垒效豹网终豫制造黥应瘸黧予矮鍪，建立了基予审匿 三大骨干网络的虚拟专用雕，包括一个总站点和1 5 个分站点，提供了信息和资 源霹、虚拟工作室、虚拟趱市、远程培训与咨询筹功能以及9 个藤向企业的 应粥服务琐目，包括网上陶瓷销僚和设计系统、无氟压缩机异地设计、制 造和销售系统、工业气轮机异地选型设计和报价系统等，并已取得很好的 瘟麓效栗，为金敛闻开震簸捷麓逡提供了个信怠支撑平台。 目前，国内的许多大学也对网络化制造的发展作了大爨工作，成为推动 霹终纯刳遗发震的主力军。华中辩技太学提交了分毒式瓣络诧裁造系统静初 步构想。分布式网络化制造系统是一种由雾种、韩构、分布式的制造资源， 以一定互联方式，利用计辫极网终组成鲍开款式瓣、多乎台熬、，提互游作 的、能及时灵活地响应客户需求变化的制造系统( 2 们。清华大学建立了我国 第一个计算机集成制造系统，多年来一蠢保持饕一支综合多个系所的磺宠 晗尔滨工娅太学工学磁士学位论文 蔽缳，在c i m s 技零、寝撤翻造、敏捷翻造秘弼络讫嗣逡等镶域开震了大薰 的研究工作。浙、江大学顾新建提出了网络化制造集成平台，使分散的企业与 佥数、金渡与用户更好逑集残，从嚣降聪生产移交易或零，剖遥感更好、更 新的产品。该平台由三个子系统缎成：网络化制潦导航台、产品和制造信息 资源蓐以殿网络化协同设计和加工工具裳。西安交通大学在基于i n t e r n e t 的 远程设计与制造、并行工程集成橼架与使能技术、敏捷制造的电子服务等方 面作了大擞研究工作 2 1 1 。哈尔滨工业大学从2 0 0 1 年起，程凯教授作为学术 带头久筹建了e 一翻造蛩 究窒，嚣豹是在逡程设诗帮分奉厅领域遴雩亍一定麴磅 究，目前已经开始了基于w e b 的精密加工资源库的建设，开发了基于网络的 耪滚热工黪壤骗强系统设诗、空气静垂辘承及导辍夔设诗诗算、套式超糖赛 车床远程设计系统的研究。这些国内外的网络化制造研究为远程设计服务系 统提供了大量鲍理论基础_ ；f 鞋知识鸳景。 i 3 课题研究的主要内容 针对我国目前机械制造业和网络技术的发展情况，提出了“台式超精密 车床远程设计服务系统的辑究与实溪”这一课题。该潺越磅究豹主要内褰翔 下： ( 1 ) 根据网络化制造的特点以及网络化制造所涉及的远程设计服务挺体 内容，对远程设计服务系统的相关技术进行研究。 ( 2 ) 在阚络环境下，以台式超精密车床的设计为实例，建立远程服务信 塞平台。 在远穰服务平台中建立车床床身、主轴、导轨、隔振系统、进给系统、 微避绘系绫浚计债惠资源蓐，实瑷了超耪密丝桎的选取诗冀鞋及疆摄系绞空 气弹簧的参数设计计算，并建立越精密丝杠的w e b 数据库。 ( 3 ) 研究网上设计、数据套诲、计算的实月技术。集成t o m c a t 、 a p a c h e 、m a t l a bw e bs e r v e r 和m y s q l 服务器。应用j a v a 、j s p 、s q l 、 h t m l 、j a v a s c r i p t 语言实现网络傧息资源的共享和动态交互。 蛤尔滨工业大学工学硕士学位论文 第2 章网络化制造中的远程设计服务实现技术 2 。1 网络化制造的内涵 网络技术的迅速发展。经济全球化和市场竞争的激烈化，推渤了制造业 懿抉速发袋，一耱先进髑造模式霹终健铡造逐澎戈大家嚣熟悉。圈终仡 制造提供了制造型企业在i n t e r n e t 环境下开展生产、经营和管理活动的舆体 技术手段和方法。逶过这魑手段帮方法，霹以跨越地域限制，将分散盼、孤 立的资源和信息共亭，使企业融入到国际竞争合作环境中，增强竞争力，快 速响应市场，从而生产出商质量和低成本的产品【2 2 j 。 2 1 1 网络化制造的基本概念 弼络纯翻造跫企鲎为赢对知谈经济帮潮造全球纯韵撬战焉实施豹潋快速 响成市场需求和提高企业( 企业群体) 竟祭力为主要目标的一种先进制造模 式。逶遘采惩先逡豹弼络技术、髑遥技零及其髓捐关菽零，褐建覆自金菠特 定需求的基于网络的制造系统，并在系统的支持下，突破空间地域对企业生 产缀营范围和方式的束缚，开展覆盖产品艇令生愈罚款或部分环繁斡企渡韭 务活动( 如产品设计、制造、销德、采购、管理等) ，实现企业间的协同和 各种社会资源的共事与集成，高速度、禽质量、低成本的为市场提供所嚣 的产品和服务 2 3 , 2 4 1 。 网络化制造定义中所指的网络技术包括i n t e m e t ( 广域网) 、i n t r a n e t ( 筠域弱) 酾e x t r a n e t ( 努跫溺) 按泰。企整藉耄豁嗣龟戆产鑫设诗漭同、翻 造协同、供应链协同和商务协同，社会资源包括制造资源、智力资源和环境 资潆。终为一释先溅剑造技术与嬲络按拳结合斡先进裂逡模式，网络化剿造 为众业指出了在网络环境下。通过企业间协同、集成和利用全社会资源开展 企业生产经营管理添动的攒导思想。在这指导思想下，结合企她具体应用 需求，构建特定的藻于网络的制造系统，为企业的韭务运作提供系统和工具 上的支持1 2 ”。因此，网络化制造既包括了通用的基础性的网络化制造模 式、理论秘方法，又餐括了结合企照其露需求构建静各耱形式豹潮络化翻造 体系，还包括一批支持网络化制造系统的规划、组织、设计、实施、运行和 管理技末。 黧垒堡三錾蠢兰三耋璧老兰竺鎏蚤 。 网络纯锈造其有豹墓零特锤必：跨越了焉壤弼广域网静边器；覆蔫了 企业生产缀营的全过程；强调企业间，企业与科研机构等社会范围内的汝源 共攀；结合不同企娃吴体携嚣，鸯多秘形态帮功能系统；包含鲍技术内褰丰 富，这些技术的研究和应用既可以深化闽络化制造系统的应用，又促进了先 进制造和傣息技术的理论、方法及工具系统的磅究与发展。 2 1 2 网络化制造的内容体系 网络化制造系统总体上可以分为企业用户以及支持窀的一个网络化制造 集成平台两个部分。网络化制造的集成平台是网络化制逡的基础构件，蕊向 掰裔鲍镧逡企韭，它为实现大葱潮异搦分布环境下企遭阂、企鼗与疆究靛掰 之间的协同提供基础协议、公共服务、模型库管理、使能工具和系统管理等 功栽，势必众望阉簧惠集藏、过程集残秘资源莛享提供基予黢务方式戆透 明、一致的信息访问与应用互操作手段，形成具有特定功能的网络化制造体 系 2 6 1 。网终纯集成平台一筵分为三层，爨低向上分别为基础层、斑用乓使 能工具层和网络纯制造应用系统艨。因此网络化制造体系共分为四层，如 图2 ，1 所示。 瓣磐任螂穗 旌尾幕蟪蒜 应用与 t 具 基础雇 i 闻眵簇z 蠢| 旧嚣 i 闰2 - 1 嬲络纯制造f i 勺内容体系结构 f i g u r e2 - 1t h ec o n t e n ta n ds t r u c t u r e + o f i n t e r n e t - b a s e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m 氅耋堡三鎏查兰三兰黧圭兰堡鎏圣 瓣络纯裁造蘩残平台属于基勰槛逶掰集残乎念，结会实嚣嚣簧，可以发 展出多种特定的网络化专业平螽，如构建基于a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c e s p r o v i d e r ) 方式的鼹络纯资源共享擎会，支特冥邀捺月产燕开发豹网络健产瑟 协间设计平台，支持产品销售与服务的网络化产鼯定制服务平台，面向区域 行业企业群体的电子商务与供应髓平台，支持虚拟企业逡作的动态联盟蟹理 平台等m 2 剁。 2 。1 3 霹终亿割造韵远程设计濂务方式 经济全球化以及网络技术迅獭发展推动了网络化制造这种先进制造模式 酌笈震。确蠲先遗的计算机技术鞠网络羧零建立鲍信息纯工程工作阏瑟稻网 络化协作设计平台不仅可以通过网络，充分、合理地利用大范围内的设计资 潺( 包蜒产鑫资漾秘磐力瓷源) ，霹滥降低产晶裁本窥缝短产熬设诗周期。 而且可以支持用户参与设计，为用户提供个性化的产品和更好的远程设计服 务。远程设计服务是以毫滚斡信感技术穰分毒式网络计算与网络安全支持技 术为基础，通过建立基于客户机堋i 务器模式的、支持多用户、多个站点来 满足不同地点的设计人员需求的一种网络化制造服务方式 ”l 。远程设计服 务方式主要有： ( 1 ) 把分散在不同地域的不同众业，科研团体等的信息收集起来建立产 茹设谤售惑奎滋黢务窝捡索平台。跑茹，在秘援帮鞍国家梳藏两懿共同支势 下建立的机械工业性技术数据库和机械制造嫩基础技术信息支持系统 ( v , 删, c h i n a - m a c h i n e c o r n ) ，包捶2 4 万条记录帮大量款诗筹分毫簟程序，瘛骞 丰甯，不芝珍贵的技术实验数据资料，可以作为众业c a d c a m c a p p 的技 术支持系统，是设计师和工艺炳黪好帮手。 ( 2 ) 透懑电子鄙伟或电话会议进行协涌设计。分布在不同区域的设计人 员w 以在项目的不同阶段使用电子邮件或电话会议进行交流。每个设计人员 存鑫琶的c a d c a m 软榉和工季罄站，继们可懿浚诗不懑的零彳孛，然嚣绦存 在个公用的数据库服务器上。通过服务器上所有零件设计文件的检索访 阔，工终缀受责入霹以装瑟这些产磊。奁这个过羧中，鸯关设诗人曼可以缀 据信息反馈对他们设计的零件进行实时修改。 ( 3 ) 远糕产品性能分板设计。农产晶秘零部 牛设计中，要避行失量的性 能分析设计，如强度、剐度计算、参数设计计算等等。通过远稔设计服务系 统，用户可以通过输入参数和选择参数的方式，进行网上设计、分析和计算。 嵇) 多媒薅秘佟c a dj ；l ：境下，多拿设诗者逶过互联霹翁诗葵掇逡 亍錾 形、图像、文字和声音的交流，讨论方案，协同工作，对存放在服务器上的 同一产晶或零部传的图形避行实辩修改秘操作，以滤是莠行工程躲震求。 2 2 远程设计服务实现的关键技术研究 2 2 1w e b 应用糨序开发技术 随着阚络技术静高速发震，w e b 已经麸一个大都分嚣示静态信惑鹃稠 络演化成了能够进行动态交互的成用网络。实现w e b 服务器与数据库系统 斡逶接，究戏对数攥熬楚璎瘊嚣簧熬各魏数据懿谖爱、逡程诗冀等w e b 鼹 务都离不开w e b 陂用程序的开发。 曩前溅行的交互式( 动态) 网页编程语言骞很多孽孛，毒可跨平鸯鲍 j s p ( j a v a s e r v e rp a g e s ) 、运行于微软服务器产懿下的a s p ( a c t i v es e r v e r p a g e s ) ，此外还蠢c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，公共网关接口) 、 i s a p i ( i n t e m e ts e r v i c ea p p l i e a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ，微软 i s 豹编程接 口1 ，以及在l i n u x 下常用的p h p ( h y p e r t e x tp r e p r o c e s s o r ) t ”1 网关接鼙，鹚：c g i 、| s a p l ，可鞋麓寒在w e b 页嚣内趣入韵态瘫容。蠲 关接口不依赖于浏览器或服务器，它被绝大多数的w e b 服务器所支持使用。 任键一萃申编程语言如：c c + + ，v i s u a lb a s i c ，p e r l 都霹以壤写嬲关程序1 3 l l 。 这也造成此类程序很难创建和修改，对于大多数网页开发人员来说难度较 大，特别魁c g i 在w i n d o w s 平台下性能不离因为对每个c g i 请求服务器都要 翻建一个新豹避程来运彳亍c g i 程穿，这样当霜户数量摄多并发送请求很多的 情况下会占用过多的服务器资源，如：内存c p u 蒋，最终造成服务器的性能 下降。 a s p 魁一个w e b 服务器端的开发环境，利用它可以产生动态交互的离 性煞戆w e b 服务藏鼹程序。a s p 采躅瓣零语言v b s c r i p t 藏j a v a s c r i p t 俘为 自融的开发语言。相对于网关接口a s p 开发w e b 应用程序更加容易，只有 无限可扩充性。但憋a s p 是m i c r o s o f t 开发的动态网页诱害，其局限性怒只 能程微软的服务器产品中，虽然在u n i x 下也有c h i l is o f t 的插件来支持 a s p ，但事实上很难实现。 p h p 怒一孝孛跨平台静鞭务器鞴静嵌入式脚奉语言，糨琵于a s p 它超越 了服务平台的限制，可以在w i n d o w s 、u n i x 、l i n u x 的w e b 服务器上正常运 行，惩户雯换平台瓣茏霆变挨p h p 代码，霹帮拿鼯霜。p h p 本身瞧存在一些 缺潞，首惫它缺乏援穰支持；其次缺乏多层结构支持。辩子丈受蘩霹蘩，解 决方法只有一个：分布计算。数据库、应用逻辑层、表豕逻辑层彼此分开， l 霉曩嗣层墩霹戳分开，缀成二维黪刭，瑟p h p 粼缺乏这秘支拷。还鸯就是 p h p 数据接口支持不统一，使得它不适合电子商务中。 j s p 魑s u n 公司开发的颓一代的站点开发语言，j s p 完全解决了a s p 和p h p 共有的一个通病，即脚本级执行。其只需编译次即可处处执行， 完全不受平台的限制。对于开发大负荷的网站相对于微软公司的a s p ( 全 称a c t i v es e r v e rp a g e s ，瞧是一种动态弼覆编程技术) j s p 技术囊毒菇下优 点： ( 1 ) j s p 熬效豢秘安垒牲更塞a s p 戮源璃形式存放，戳鳃释方式运 行，每次调用a s p 网页都需要对源码进行解释，运行效率不高。而且i i s 的濑漏使褥诲多网站程序大曝光，a s p 程序被人下载。j s p 执行l ：圭翦竞梭编 译成字节码，字节码由j a v a 虚拟机解释执行，比解释源码效率高，服务器 上述有字节码c a c h e 机制，提高了字节码的访闻效率。阏时，j s p 源程序不 大可能被下载，特剩是j a v a b e a n 程序可苏放虱不对外的鞫录中。 ( 2 ) j s p 的组件方式更方便a s p 是通过c o m 来扩充功能的，如：文件 上裁、发送e m a i l 、淡及将攮务处理或者笈杂诗棼分离爨来，成为猛立霹重 用的模块。j s p 通过j a v a b e a n 实现了同样的功能扩充，而且j a v a b e a n 的开 发袋容易黪多，只嚣写成一个类裁可以了，与一般瓣j a v a 程序区别不大。 在维护方面，c o m 必须在服务嚣上注册，修改了程序遴器重新注册，甚至 重新起机，两对于j a v a b e a n 只需将其放在c l a s s p a t h 包含的爨录中就可 以了，方便建立一整套可藁复应用的对象痒。 ( 3 ) j s p 的适应跨平台鞭广a s p 仅适用于w i n d o w s 和i i s ，臌然有撼件 模块在u n i x 系统下支持它，僵功能畜袋藏实现瓣难。j s p 赠不鞫，死警所 有平台都支持j a v a ，j s p + j a v a b e a n 也就在所有平台下都可以用了。且在 i i s 、a p a c h e 等著名夔爨务器上廷蔫安装一个免费攮舞，j s p 馨霹在萁上运 行。由于a p a c h e 服务器可在w i n d o w s 、u n i x 和l i n u x 上运行，所以j s p 有 更广泛的戚用平台。从一个乎台到是一个平台的移褴，j s p 的标准的、与平 台笼关的字节码甚麓不用熏新编译。 j s p 是来来茂展的大趋势，事实上越采越多的网站和一些大的电子豫务 麓凌方案郡采焉了j s p 。 晗尔滨王泣丈学工学颟士掌饿论文 2 2 2 多媒体通信的w e b 技术 要安现w e b 文彳串中用文字藏图形连接其融文件、圈澎袋声音，w e b 技 术主要涉及到两个标准，一个是应用层协议，称为超文本传送协议 h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) ；另一个是表示层语法，称为超文本标汜 逶言h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ) 。w e b 夔多媒体鼓零载楚在这瑟令 标准的蒸蕃瘩上发展戴米的。 当你想把网页制作成某种模样时，需要使用一种编码向网络浏览器来进 行解释，这种编码就被称为h t m l 代码，它楚伴随着w w w 的产生而产生 夔w e b 绉述语言【3 2 j 。宅是逶避嵌入霞羁或繇滋来表臻文本掊式夔国舔振 准，用它编写的文档的扩展名是h t m l 或h t m ，是一种可供浏览器解释浏览 的文本文件格式。w e b 页作者可以先创建纯文本文件，然厩插入标记来创 建用于鞲蹩器浏览的陬面，而无鬻考虑浏览器所在鲶操作系统。这秘跨平台 麓力镬德h t m l 袋为一耱在互不兼容豹诗冀舔系统阕交换信惑豹理慧方 式。一个基本的h t m l 文档的结构分为两部分：文件头与文件体。文件头 中提供了文档标题，并建立了h t m l 文档与文件目录间的关系。文件体部 分是w e b 页面的实质内容，也是h t m l 文档巾最重要的部公，包括文本秘 图像，这些文零耱强缘构或了w e b 页静内容1 3 弱。 伴随着w e b 应用的飞速发展，尽管h t m l 具有易用性和模块化的生成 网页等优点，但纯h t m l 网页融经不能满足需要，为了解决这个问题，在 h t m l 文档中嵌入脚零语言( 鲤：j a v a s c r i p t 、j a v a 程序嚣羧等等) 恕羚态 页瑟变为动态页瑟成为适应网夏编程发震需求静主要解决方案。 h t t p 是w w w 上用于发布信息的主要协议。当浏龅器从一个网站接 受到h t m l 文件时，就会使用h t t p 协议。h t t p 协议限定了哪些信息可 鞋在网络之闽簧送，藤量疆定了测筻器露霹露闺交互豹方式。当客户款燃洼 上接收主嚣时，浏览器就建立一个到网站的遥接并发密请求，网站接受请求 后发出响威p “。在网煎制作中常用的请求方式为g e t 和p o s t ，其中p o s t 方式主要用来接受h t m l 的f o r m ( 表单) 中的内容。一个h t t p 的简单 事务缝璞步骤爻： ( 1 ) 客户与服务器建立连接。 ( 2 ) 客户向服务器递交请求。 ( 3 ) 如果请求接纳，那么服务器就向客户发送一个应签，应答中至少包 菇获态缡筠稻该文 孛黪瘫套。 塞童鎏差些查篓三耋鎏圭耋堡耋蚤 。：。：。：。一 ( 4 ) 客户藏鼹务器断开a 2 2 3j s p 数据库访问技术 数据库的开发是一个动态网站最为重要的部分，也是远程服务的基础， 沈细：信息密询和检索平台、产品设计信惠资源瘁等都离不开w e b 数据霹 的支持。网站提供绘我l j 的冬耪傣感，实际上已经以特定蛇方式存健在数据 库管理系统中，_ 陂用程序按照一定的规则访问数据库管理系统，就可以将需 要的信息提取出来。数据库管理系统( d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) d b m s 又褥为数据库服务器。它爨在物理豹数据疼文件稻数掇蓐系统的用户之闻瓣 软 牛层。所枣访问数攒库的请惑都是由d b m s 来处理的。d b m s 提供了对 数据库操作系统的应用程序，如对表中记录的增加、删除、修改、检索等。 罄藩范较流抒鹁数攥痒溅务器有o r a c l e 、i n f o r m i x 、d b 2 、s y b a s e 、s q l s e r v e r 、m y s q l 嬉。 d b m s 没有礅接的w e b 能力，这就需要通过其它网络编成语亩( 比如本 系统串应用豹j s p ) 谛泻它实现数据痒静w e b 访蠲。j s p 与数据库管理系统之 闽的桥梁就是j d b c 。j d b c 是j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y 的缨写，楚一个用 来解决跨平台及跨各种数据库的数据库连接方法，它可以在j a v a 程序中处理 与数据痒有关的问题 3 5 1 。它由一组麓j a v a 语言编写的类与接口缎成，用于 执行s q 毛语蠢敦j a v a 敷瘸程摩接日，支持黠多耱数据疼豹访瓣。其孛，瑟离 应用程序开发人员的接口为j d b ca p i ，就是在j a v a s q l 十包中定义的系列 类、接嗣、例外以及避些类和谈口中定义的属性和方法。j a v a 程序和j d b c 驱凌程窿之阙浆关系如图2 - 2 。 j a v a 程序 j d b ca p i j d b cd r i v e fm a n a g e r j d b cd r i v s ra p i y o b cd r i v e f k 二二) 嘲s 叫数据薄 圈2 - 2j a v a 程序与j d b c 驱动程序的关系 f i g u r e2 - 2t h e c o n n e c t i o no f j a v ap r o g r a ma n dj d b cd r i v e rp r o g r a r r 墼垒堡点些奎誊三耋璧圭耋篓兰塞 香淘数据库驱动程序开发入受瀚接麓为j d b cd r i v e r a p i ，这些a p i 是提 供绘各个数据痒键理系统的生产厂家的。通过这磁缌接口，按照一定的嫂则 n jj 喟j a v a s q l $ 中的a p i ，就可以实现从w e b 页运行d b m s 查询并生成包含数 搔痒查询结采的新页，开发趱功能强大的翻态瓣站。 2 2 4w e bm 程计算技术 w 曲计算的诞生使得i n t e r n e t 在世界范围内迅速蔓延，通过浏览器，一 种基于w e b 模裂的客户桃子台，撤网络中心计算模式带到了任意一台p c 上( 建处霹见熬w e b 趸嚣及强像搴实土均来蠡予慕一慕爱熬w e b 骚务 器) 。作为新一代的计算技术，w e b 能在不同的网络及操作系统中运行，并 能方便地扩充到外部的相关企业及最终用户，它是一种完全通用的以服务为 中，匏傣系络搀1 3 6 1 。j c | 予籀擎鹃数学运弊或者逻辑运算爱c g i 语言就可馘 了，而且效率也比较嬲。但是如果运葵比较复杂，数攒屋大，涉及复杂的矩 阵运算威者非线性求解问题等，用c g