（机械制造及其自动化专业论文）电气产品通用信息资源的数字化建模与共享技术研究.pdf

电气产品通用信息资源的数字化建模与共享技术研究幸 专业机械制造及其自动化 研究生崔静指导教师殷国富 摘要 随着电气产品制造行业信息化工程的进展，许多电气产品制造企 业都建立起了相应的计算机辅助设计和制造( c a d c a m ) 软件环境平台， 但通用c a d c a m 软件系统还不能有效提供针对电气产品设计的完整行 业基础信息资料数据库和专业设计计算方法软件系统，工程技术人员 仍然需要使用传统的纸质电气工程手册书籍进行资料查询、参数选择、 抄录结果，这种工作方式在一定程度上影响了产品设计质量和效率的 提高因此，建立面向电气产品制造行业信息化工程需要的专业应用 软件系统和基础信息资源数据库，形成支持企业产品创新设计，制造 和全生命周期数据管理的集成应用系统平台，对于提高企业产品设计 质量和创新能力具有十分重要的作用。 根据开发面向制造业信息资源数字化软件系统的要求，本论文提 出了面向电气产品的通用信息资源数字化建模方法和一种基于j a v a s e r v e l r p a g e s ( j s p ，即动态网页服务应用程序) 的制造资源共享平台的 模式。重点研究了制造资源共享平台的构建原理、体系机构，网络化 制造模式下的资源建模和瓷源获取、j s p 技术等关键实施技术，开发 了面向资源共享平台的电工技术数字化手册软件系统。为面向网络化 制造的资源共享服务平台的开发和实施做了基础性的工作论文在理 论和实践中的主要成果和特色如下： 奉论文得到四川省重点科技项目( 编号：0 3 g g o i 卜0 0 2 ) 的资助 i e 乏g e 四川大学硕士学位论文 ( 1 ) 通过对现有的制造业信息化工程和网络化制造的研究现状分 析，论述了充分发挥制造资源的优势和作用的重要途径之一是建立制 造资源共享平台，实现各企业问的开放性资源共享服务，从而提高企 业的整体技术水平和市场竞争能力。 ( 2 ) 对制造资源共享平台进行了方案规划和总体的设计，提出了 一种由基础层、功能系统、企业模型库、使能工具、应用工具集、管 理工具等功能子系统组成的制造资源共享平台的功能体系结构，分析 论述了制造资源共享平台实施的一些关键技术。 ( 3 ) 在分析论述制造资源的建模的需求、目的和意义的基础上， 采用面向对象的资源建模方法，提出了一种基于资源共享平台的网络 化制造资源模型，为制造资源共享平台实现资源集成和优化配置功能 提供了依据。 ( 4 ) 提出了一种基于j s p 技术的资源共享平台的新模式，j s p 技 术提供一个强有力的技术平台，能充分发挥客户的能力，就像它在桌 面应用软件中表现的那样，但却能实现自动的网络更新。这一技术为 平台的构建提供了理论依据。 ( 5 ) 研制开发出面向制造资源共享平台电工技术设计手册软件系 统，由通用标准技术数据资源、常用设计分析计算软件、常用工程计 算方法以及电气工程英汉词汇等分系统组成。主要的功能软件模块是： 电工基础知识、变压器、变配电及低压电路安装、小型同步发电机、 三相异步电动机及维修、直流电动机、微特电机、电动工具、电器、 常用电工材料、常用电工测量及仪表、常用电气传动控制、电气图形 符号和文字符号、电气制图和项目代号、标记和颜色常用电气设计计 算、电工常用英汉词汇等该软件系统具有数据丰富、使用方便、界 面友好等特点，主要由该软件系统所形成的电工技术手册( 软件版) 已被机械工业出版社出版发行 关键词：制造资源资源共享资源建模d s p 技术数字化建模 1i1 a b s w d c t r e s e a r c ho nd i g i t a lm o d e l i n ga n ds h a r i n gt e c h n o l o g i e so f c o m m o ni n f o r m a t i o nr e s o u r c e sf o re l e c t r i cp r o d u c t s m a l o r m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da u t o m a t i o n p o s t g r a d u a t e c u ij i n g s u p e l s o rp r o f y i ng u o f u a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r i cp r o d u c tm a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o ne n g i n e e r i n g 。 m a n ye l e c t r i cp r o d u c tm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e sb u i l dc o r r e s p o n d i n gc a d c a ms o f t w a r e p l a t f o r m , b u tg e n e r a l - p u r p o s ec a d c a ms o f t w a r es y s t e ms t i l lc a l l to f f e rb a s i si n f o r m a t i o n d a t a b a s eo fe l e c t r i cp r o d u c td e s i g na n dp r o f e s s i o n a ld e s i g ns o f t w a r es y s t e n le n g i n e e r ss t i l l n e e du s cc o n v e n t i o n a lp a p e re l e c t r i ce n g i n e e r i n gm a n u a lb o o kt oi n q u i r yd a t a c h o i c e p a r a m e t e ra n dc o p yr e s u l t s ，t h i sk i n do fw o r km o d ep a r t l yh a si n f l u e n c e so np r o d u c td e s i g n q u a l i t ya n dt h ei n c r e a s eo fe f f i c i e n c y s oi ti sv e r yi m p o r t a n tt oi n c r e a s ep r o d u c td e s i g n q u a l i t ya n di n n o v a t i o na b i l i t yt h a tt ob u i l dp r o f e s s i o n a la p p l i c a t i o ns o f t w a r es y s t e mf a c i n g e l e c t r i cp r o d u c tm a n u f a c t u r i n gi n f o n n a 6 z a t i o ne n g i n e e r i n ga n d 幻f o r mi n t e g r a t i o nu t i l i t y s y s t e mp l a t f o r m f o r s u p p o r t i n ge n t e r p r i s e sp r o d u c to r i g i n a l i t y i n n o v a t i o n d e s i g n ， m a n u f a c t u r i n ga n da l ll i f ec y c l ed a t am a n a g e m e n t a c c o r d i n g t ot h er e q u i r e m e n t so fd e v e l o p i n gd i g i t a ls o f t w a r e s y s t e mf a c i n g t o m a n u f a c t u r i n gi n f o r m a d o nr e s o u r c e s ，t h em e t h o df a c i n go nd i g i t a lm o d e l i n ga n ds h a r i n g t e c h n o l o g i e so fn o n l m o ni n f o r m a t i o nr e s o u r o b sf o re l e c t r i cp r o d u c ta n dt h ef u n c t i o n a l a r c l l i t c c n l r eo fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e ss h a r i n gp l a t f o r m ( m r s p ) b a s e do nj s pt e c h n o l o g y h a sb e e np u tf o r w a r di n t h i st h e s i s s o m ek e yt e c h n o l o g i e sf o ri m p l e m e n t a t i o no fm r s ph a v e b e e ns t u d i e dw i t he m p h a s i s ，s u c ha sc o n s t r u c t i n gp r i n c i p l ea n ds y s t e ms l r u c t u i eo fm r s p , m o d e f i n ga n da c q u i s i t i o no fr e s o u i v 七i nn mm o d e 。j s pt e c h n o l o g y m r s po r i e n t e dd i g i t i z e d d e s i g nh a n d b o o ks o f t w a r es y s t e mo fe n g i n e e r i n gm a t e r i a li sd e v e l o p e d i ti st h eb a s a lw o r k f o rt h ed e v e l o p m e n to fn mo r i e n t e dm r s p t h em a i nc h a r a c t e r i s t i c sa n dc r e a t i v ei d e a so ft h e d i s s e r t a t i o na r ca sf o f l o w s ： t h er e s e a r c hw o r ki s p p o r t e db yp r o j e c to f t h es i c h u a np r o v i n c e , c h i n a ( g r a n tn o 0 3 g g 0 1 0 - 0 0 2 ) i ，-譬-；!lo i 二 四川大学硕士学位论文 ( 1 ) b ya n a l y z i n gi n f o r m a t i o n i z a t i o n o fm a n u f a c t u r i n ge n g i n e e r i n ga n dt h er e s e a r c h a c t u a l i t yo fn m ，w ed i s s e r t a t eo n eo ft h ei m p o r t a n tw a yo fe x e r t i n gp r e d o m i n a n c ea n d f u n c t i o no fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ei st oe s t a b l i s hm r s et h i sp l a t f o r mr e a l i z eo p e nr e s o u r c a $ s h a r i n go fe v e r ye n t e r p r i s ea n di m p r o v et e c h n o l o g yl e v e la n dm a r k e tc o m p e t i t i v ep o w e r o f e n t e r p r i s e ( 2 ) b a s e do l ls c h e m ep l a n n i n ga n dt o t a ld e s i g no fm r s p t h ef o n c d o n a ls y s t e ms t r u c t u r eo f t h ep l a t f o r mi sp r e s e n t e d 。w h i c hi n c l u d eb a s el a y e r f u n c t i o ns y s t e m , m o d e l so fe n t e r p r i s e a p p l i c a t i o nt o o l sa n dm a n a g e m e n tt 0 0 1 e t e w ea n a l y z ea n d d i s s e r t a t e8 0 r n ck e yt e c h n o l o g i e s f o rm r s pi nt h i sp a p e r ( 3 ) b a s e do nt h ed e m a n d ，p u r p o s ea n dm e a n i n go fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em o d e l ，t h e n e t w o r k e d m a n u f a c t u r i n g r e s o u r c em o d e lo r i e n t e dm r s pi s p r e s e n t e db ya p p l y i n g o b j e c t - o r i e n t e dr e s o u r c em o d e l i n gm e t h o d t h a tp r o v i d et h ep r o o ff o ru t i l i z i n gm r s p t o a c c o m p l i s ht h er e s o u r c ei n t e g r a t i o na n do p t i m i z a t i o n ( 4 ) an e wr e s o u r c es h a r i n gp l a t f o r mm o d ei sp r e s e n t e db a s e do nj s p , j s po f f e r sap o w e r f u l t e c h n o l o g i c a lp l a t f o r mt h a tc a l lf u l f i l lt h ec l i e n txa b i f i t y c f i e n ta p p l i c a t i o np r o g r a mp e r f o r m a sw e l l d e s k t o pa p p l i c a t i o ns o f t w a r e b u ti tc a nr e a l i z ea u t o m a t i cn e t w o r ku p g r a d e t h i s t e c h n o l o g yh a v eo f f e r e dt h et h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nf o rp l a t f o r mc o n s t r u c t i o n ( 5 ) w eh a v ed e v e l o p e dd i g i t i z e dd e s i g nh a n d b o o ks o f t w a r es y s t e mo fe l e c t r i ct e c h n o l o g y h a n d b o o ko r i e n t e dm r s p , w h i c hc o n s i s to fi ns t a n d a r dt e c h n o l o g yd a t ar e s o u r c e s ，f t e q u e n t d e s i g na n a l y s i sc a l c u l a t i o ns o f t w a r e , f r e q u e n te n g i n e e r i n gc a l c u l a t i o nm e t h o d sa n de l e c t r i c e n g i n e e r i n ge n g l i s h - c h i n e s ed i c t i o n a r y t h em a i nf u n c t i o n s o f t w a r e m o d u l ei n c l u d e s e l e c t r i c i a nb a s i sk n o w l e d g e 。p o t e n t i a lu a n s f o r m c f , d i r e c tc u r r e n te l e c t r i cm o t o r , e l e c t r i c a p p l i a n c e 。e l e c t r i c i a ng r a p h i cs y m b o la n dl i t e r a ln o t a t i o n ，e t g 1 6k i n d s t h es o f t w a r es y s t e m o f f e rm a n yk i n d so fc o n v e n i e n tw a y so fi n q u i r y t h ec h a r a e t e d s t i c so fs o f t w a r es y s t e ma r e a b u n d a n td a t ar e s o u r c e 。c o n v e n i e n ti nu s i n g ，f r i e n d l yi n t e r f a c e i th a sb e e np u b l i s h e db yc h i n a m a c h i n ep r e s s k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e ，r e s o u r c es h a r i n g ，r e s o u r c em o d e l i n g ， j s pt e c h n o l o g y , d i g i t a lm o d e l i n g ，；，一“urrj 是企业之间合作与竞争并存，单个企业将不可能完全具备市场竞争所必需的全部 条件和资源，很难长期与瞬息万变的市场保持一致。因此，通过网络化，企业将 与客户直接接触，客户将参与产品设计，或直接下订单要求企业进行定制生产， 企业将产品直接销售给客户企业之间以资源共享为基础，以企业之闻合作协同 为主导的网络化制造模式将是2 1 世纪的一种重要生产组织模式。 i i 课题背景、研究意义与主要研究工作 1 1 1 课题背景 本论文是在作者参加的以下研究项目的基础上形成的： 四川省重点科技攻关项目“基于w e b 服务技术的制造信息化应用研究与 开发”( 编号：0 3 g g o i o - 0 0 2 ) 国家“十五”电子出版物规划项目之一，电工技术手册( 软件版) 1 1 2 研究意义与主要工作 随着制造业信息化技术在集成化、智能化、网络化等方面的飞速发展，电工 行业对各方面要求的数字化水平也越来越商，为了推动集成制造的进一步发展， 迫切需要一个统一的资源共享平台的建立，因此制造业信息化和网络化已经成为 一个必然的发展趋势，通过对于面向网络化制造的资源共享服务平台的需求分 析，使我们意识到制造企业在长期的生产经营活动中，建立起了各具特色的产品 lrlplrlr卜- 四川大学硕士学位论文 设汁和制造技术等资源，充分发挥这些资源的优势和作用的重要途径之一是 制造资源共享平台，实现各企业间的开放性资源共享服务，从而提高企业的 技术水平和市场竞争能力。 在进行产品的设计和开发时设计人员仍然需要使用传统纸质的电工手 籍进行资料查询、参数选择、抄录结果，影响了产品设计的效率和质量。为 应当前我国制造业信息化发展的需要，提供一种制造业基础信息的资源的共享平 台，机械工程出版社组织进行了数字化手册的研制出版工作。该项目的研究方向 符合了我国制造业信息化应用的研究前沿，有利于促进技术进步。 作者参与研制了电工手册数字化手册软件版的开发，本手册软件版具有材料 品种较全、数据资源丰富、使用方便、实用性强的特点，是目前国内电工产品方 面资料较为齐全和规范的数据库软件系统，也是实施制造业信息化工程的一种基 础资源软件环境。 本文提出用现有电工技术、液压与气动等数字化手册为基础构造一个成网络 化的制造资源共享模型，并用于搭建基于网络的制造资源共享平台，使其更好的 为制造业信息化服务。 本论文的研究工作采用理论研究与实际应用相结合的方法，侧重于从制造资 源共享平台的构建原理和关键实施技术等方面进行研究，第2 章对制造资源建模 技术进行了分析，并采用面向对象的资源建模方法提出了一种基于资源共享平台 的网络化制造资源模型，为制造资源共享平台实现资源集成和优化配置功能提供 了依据。第3 章讨论了电工产品资源数据特征分析，分析了构建平台的必要性， 并提出了一种基于j s p 技术资源共享平台的新模式，分析了电工产品资源共享平 台的设计目标与功能。第4 章提出了面向共享平台的电工产品数字化手册软件系 统的总体设计，提出了系统的总体方案设计和开发系统所需要的环境和关键技 术。为平台的构建提供了理论依据。 总之，在制造资源共享平台的支持下，各个制造企业既可以独立地完成一些 产品的开发和研制以及企业信息资源的管理等工作，同时备制造企业也可以通过 设备、技术、材料等资源的共享组成利益驱动的虚拟企业来协作完成产品开发、 设计、制造和商务活动等，提高各联盟企业的总体设计生产的能力和效率。因此， 对制造资源共享平台的构建原理和实施技术进行深入的研究具有重大的理论和 现实意义。 2 j，11 t ，l j_!， j ， _ j ， 毋 1 2 网络化设计与制造技术概况与发展趋势 网络化设计与制造是将可用资源与能源通过制造过程，转化为可供人们使用 或利用的工业品或生活消费品的行业，它涉及到国民经济的大量行业如机械、电 子、轻工、化工、食品、军工、航天等【2 1 。制造业是国民经济和社会发展的物质 基础，也是一个国家综合实力的重要体现，其发展状况表明了国家的经济发展水 平并决定了人民的基本生活水平。因此，各国都把提高制造业的竞争实力放在发 展经济和科技的重要位置【3 】。 信息革命促使了市场全球化，使现代企业呈现集团化、多元化动态联盟的发 展趋势，企业跨越不同的地域，产品涉及多个领域旧因此，网络化设计与制造 是现代产品开发多学科交叉性思维和知识整合的产物。同时，网络化工作流程使 产品设计过程、生产过程和流程通过交叉协作，产品开发和商务在全球范围内展 开。因此，网络化设计与制造的实施是企业为了能适应当前经济全球化、区域经 济发展、行业经济发展和重大技术装备研发的需求而采用的一种先进制造模式， 也是企业为了自身发展而采取的加强国际合作、参与国际竞争、开拓市场、降低 成本和实现定制化生产的需要。 可将网络化设计与制造定义为嘲：网络化设计与制造是基于网络的制造企业 的各种制造活动及其所涉及的制造技术和制造系统的总称。其中，网络包括 i n t e r n e t 、i n t r a n e t 和e x t r a n e t 以及信息高速公路等各种网络；制造企业包括单 个企业、企业集团以及面向某一市场机遇而组建的虚拟企业等各种制造企业及企 业联盟；制造活动包括市场运作、产品设计与开发、物料资源组织、生产加工过 程、产品运输与销售和售后服务等企业所涉及的一切相关活动和工作 1 2 1 网络化设计与制造的内涵特征 1 2 1 1 基本特征 由前面对网络化设计与制造的定义可知，其实质是网络技术 ( i n t e r n e t i n t r a n e t e x t r a n e t ) 和制造资源、技术的结合。网络化设计与制造 中网络技术的根本功能是为制造系统和制造过程提供一种快速方便的信息( 含数 3 i t p【l，r卜-l r，- 四川大学硕士学位论文 据) 交互手段和环境，因此网络化制造的基本内涵特征足基于网络的资源( 含数 据) 的快速传输和交互。 1 2 1 2 技术特征 在网络化制造基本特征的基础上，可形成以下网络化制造的技术特征。 ( 1 ) 空间特征：网络拓展了企业空间，基于网络的异地设计、异地制造使 企业走出“围墙”，走向全球。网络使得分散在各地的企业根据市场机遇随时组 成动态联盟，实现资源共享，形成空间范围广阔并能动态变化的虚拟企业。 ( 2 ) 时间特征：网络使信息能快速传输与交互，使制造系统中信息传输过 程的时问效率发生根本性变化。 ( 3 ) 集成特征；网络和信息快速传输与交互支持企业内外实现信息集成、 功能集成、过程集成、资源集成及企业之间的集成。 1 2 1 3 功能特征 基本特征和技术特征又决定着网络化设计与制造有以下一系列功能特征。 ( 1 ) 敏捷响应特征：基于网络的敏捷制造和并行工程等技术可显著缩短产 品开发周期，迅速响应市场。 ( 2 ) 企业组织模式特征：网络和数据库技术将使得封闭性较强的传统企业 组织模式向着基于网络的扁平化的、透明度高的项目主线式的组织模式发展。针 对市场需求，建立以企业动态联盟和资源共享为基础的，通过网络和电子手段联 系和控制的虚拟企业将是快速、低成本和低风险响应市场的有效组织模式。 ( 3 ) 资源共享特征：通过网络，分散在各地的制造资源、信息资源、设备 资源甚至人才资源可实现共享和优化利用。 ( 4 ) 远程控制特征：设备的宽带联网运行可实现设备的远程控制、管理以 及制造资源的异地共享。 。 以上四种特征共同构成了网络化设计与制造技术的内涵特征。本论文的工作 主要是针对行业信息资源的数字化需求以及在网络环境下的共享技术方面进行 研究，并开发出相应的电气产品信息资源共享平台原型系统。 4 。 ，1 。 ， j jij，i1 _ ， l 一 l 1 2 2 网络化设计与制造的主要内容及发展趋势 1 2 2 1 网络化设计与制造的内涵及主要研究内容 网络化设计与制造在广义上表现为企业问跨地域的协同设计与制造、资源共 享、远程监控及远程服务；企业与社会间的供应、销售和服务等内容。在狭义上 表现为企业内部的网络化，将企业内部的管理部门( 产、供、销、人、财、物等) 、 设计部门( c a d c a m 、c a p p 、c a e 等) 、生产部门( 生产与监测、刀、夹、量、 材料管理、设备管理等) 在网络数据库支持下进行集成嘲。网络化设计与制造是 以网络为基础，以网络数据库为技术支撑，由四个技术群构成，它们是基于网络 的系统集成技术群，基于网络的产品设计与开发技术群，基于网络的制造过程技 术群和基于网络的制造系统管理和营销技术群。如图1 1 所示 图1 1 网络化设计与制造的主体技术群 5 1 j j1 ， ， ， i - 卜 - 1 绪论 ( 1 ) 基础层：主要为实旌区域网络化制造提供基础性的支持，包括基础数据 库( 产品资源库，制造资源库、基础数据库等) 、相关的技术基础( 标准、规范、 系统体系结构和网络化制造系统实施指南等) 、网络化制造相关标准与协议等； ( 2 ) 应用与使能工具层：它主要包括各种实施网络化制造所需要的应用软件 系统( c a d 、c a p p 、c a m 、p d m 、e r p 等) 和使能工具( 项目管理，企业建模与诊断、 设备互连等) ，这些应用软件系统和使能工具为企业实施网络化制造提供技术支 持； ( 3 ) 应用系统层：它是企业实施网络化制造最主要的功能支持层； ( 4 ) 企业用户层：它是通过互连网络实现企业互连，在项目管理和过程管理 系统的支持下开展企业网络化制造实际应用。 1 2 2 3 网络化设计与制造的主要研究方向 网络设计与网络制造的主要研究方向有以下几方面印： ( 1 ) 深度计算与分布计算：在网络设计与网络制造中的可视化与数字化仿 真，需要较强的计算能力，通过提高计算机并行运算的深度计算，增强核心计算 的能力。同时通过分布式增加计算的灵活性和集群计算能力。 ( 2 ) 基于网络的面向对象的建模方法：当前，通过一定的模式已经建立了 相对独立的制造资源模型等，在网络环境下的分布式知识表示模型、分布可视化 与共享化，要求建立统一的基于知识表示的可视化综合模型。这一模型包括知识 的可视化、分布知识的综合、共享视与分布知识的融合等。 ( 3 ) 概念设计阶段产品定义与设计优化中分析与仿真的分布式模型：这一 点是知识建模与可视化在概念设计中的研究重点。对概念设计的每一阶段提出标 准化的接口，以利于设计与制造中各环节的柔性交叉。 ( 4 ) 资源观念上的改变：传统的制造企业重要考虑企业内部的资源，在实 际运作过程中，常常由于某些资源能力的瓶颈导致整个企业无法扩大产品生产， 而同时其他企业又有许多同样的资源闲置。这就要求我们今后在实施网络化制造 中必须先解决企业问资源共享和集成问题。在网络化技术的支持下，实施网络化 资源共享系统是解决资源共享技术问题的有效手段。 当前经济全球化的浪潮正在席卷世界。i n t e r n e t i n t r a n e t e x t r a n e t 技术正在给 制造业的经营、生产和制造过程带来一系列变革。网络化设计与制造是2 l 世纪 7 1： ， ， i ( 3 ) 基于w e b 的远程制造服务系统 l制造业远程服务系统是适应企业制造的分散化以及客户和设备供应商的国 际化需求而提出的一种新思路。它主要是利用遍布全球的电信网和计算机网络连 接分散在世界各地的供应商和客户，在资源的需求者和提供者之间架设起现代化 的交通网，实现远程技术支持、远程故障诊断、信息检索服务和远程培训等功能， 通过充分利用异地分散资源，达到快速开发和制造产品的目的。如以西北快速成 形生产力促进中心为龙头，联合全国十余家生产力促进中心和快速成型制造服务 公司建立的r p & m ( r a p i dp r o t o t y p i n g & m a n u f a c t u r i n g ) 服务网 ( h t t p ：r p m x j t u e d u c n ) ，已经开始提供快速原型与制造远程服务“j 。 ( 4 ) 机械设计与制造数字化手册 由机械工业出版社组织西安交通大学、四川大学和陕西科技大学等高校联合 开发的机械设计与制造数字化手册，目前已有机械设计手册( 软件版) 、机 械加工工艺手册( 软件版) 、冲模设计手册( 软件版) 、机床夹具设计手册( 软 件版) 以及液压设计手册( 软件版) 、 工程材料( 非金属) 手册软件版、 工程材料( 金属) 手册软件版、电工技术手册( 软件版) v 1 0 等出版发行， 该系列手册跳出了纸质手册工具书的编写模式，采用将机械设计与制造所需的专 用计算分析过程软件化、标准数据资料和典型图形结构数据化的方法，提供了一 种以计算机应用技术为手段的计算机辅助设计的新方法。所选用的资料具有典型 性、先进性和实用性，集中反映当前机械设计与制造的新成果，认真贯彻执行了 最新国家标准和法定计量单位。同时，该系列手册提供了多种方便的查询方法( 包 括目录查询、索引查询、模糊查询、条件组合查询等查询方式) ，以智能导航方 式进行参数设计计算，并提供了多种二维标准件图库和典型结构示意图库。 1 4 网络化先进制造技术的特点及发展状况 1 4 1 先进制造技术的特点 ( 1 ) 先进制造技术的实用性先进制造技术最重要的特点是一项面向工业应 用，具有很强实用性的新技术。先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造 9 四川大学硕士学位论文 业( 如电子工业) 的需求而发展起来的先进、适用的制造技术，有明确的需求导 向的特征；先进制造技术不是以追求技术的高新为目的，而是注重产生最好的实 践效果，以提高效益为中心，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实 力为目标。( 2 ) 先进制造技术的系统性随着微电子、信息技术的引入，使先进 制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造 技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。一项先进制 造技术的产生往往要系统地考虑到制造的全过程，如并行工程就是集成地、并行 地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法。( 3 ) 先进制造技术的集 成性先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，界线逐渐淡化 甚至消失，技术趋于系统化、集成化、已发展成为集机械、电子、信息、材料和 管理技术为一体的新型交叉学科。因此可以称其为“制造工程”。( 4 ) 先进 制造技术应用的广泛性先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很 大不同点在于，传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺，而 先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程，但由于其组成中包括了设计技 术、自动化技术、系统管理技术，因而则将其综合应用于制造的全过程，覆盖了 产品设计、生产准备、加工与装配、销售使用、维修服务甚至回收再生的整个过 程。( 5 ) 先进制造技术的动态特征由于先进制造技术是在针对一定的应用目 纳米技术等。( 5 ) 智能制造技术。是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络等 人工智能技术应用在制作中，解决多种复杂的决策问题，提高制造系统的实用性 和水平( 6 ) 表面工程技术是指表面功能性覆层技术，通过附着、注入某种材 料或热处理等手段，能赋予工件表面耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐热、耐辐射仪激光、 磁、电等特殊功能。( 7 ) 制造单元和生产单元现代制造系统多采用制造单元 ( m a n u f a c t u r i n gc e l l 。m c ) 的结构形式，各制造单元在结构和功能上有并行性、独 立性和线性结构，通过信息流来协调各制造单元之间的工作，使其发挥整体效益。 从功能结构上看，制造系统是生产系统的一部分，可以认为制造系统是一个生产 单元n 2 1 5 1 。 1 5 基于电气产品通用资源建模共享平台的关键技术 1 5 1 资源的标准化 为了方便资源检索和提高资源共享平台的通用性，必须解决制造资源的信息 标准化和信息分类的问题，在这里我们主要依据国家行业分类标准。国家制定的 行业分类标准( 国标) 是整个国家范围内的各个行业的生产、加工活动的强制性规 范，是企业规范生产技术的依据和衡量产品质量的准绳，所以应该作为制造资源 平台的分类标准。 1 5 2 集中和分布式相结合的共享体系 制造资源种类多样，结构各异，数据的完全集中在技术和管理上是不可行的， 而数据完全按分布式的方式管理也存在协调、数据质量控制、高层次集成等问题， 因此应该建立集中和分布相结合的共享体系。以统一的数据标准建立分布式数据 四川大学硕士学位论文 库系统，并将带有一定共性的、可集成的数据集中在网络中心，形成以分布式为 主、集中和分布相结合的完整的共享体系。在全局数据字典的控制下，可支持全 局的数据查询和信息分析。在公共数据中心有全局调度的软件，因而可以进行全 局性的操作惭l 。 分数据中心可以在统一数据标准和自己的共享平台的基础上进行数据和信 息的集成，公共数据中心可以按照统一数据标准对个分数据中心的资源进一步集 成，形成决策部门、社会公众以及各行各业服务的信息产品，同时网络中心的数 据和信息集成还可以对数据质量进行控制。 信息共享技术上最大的障碍是存在大量的异构系统和环境。产生异构问题的 原因，归结起来主要有：计算机类型的差异，操作系统的差异，网络协议标准的 差异。各种协议支持的应用系统越来越丰富，协议之间存在兼容性的问题：除此 之外，还存在数据库的异构问题和执行标准不同而产生的异构问题。所有这些使 得用户面临着，在异构环境下各应用之间如何进行信息交流和共享的问题。 解决异构问题的方式之一是异构环境的集成处理。常见的方法有【5 7 】。 直接法：该方法运用网桥( b r i d g e ) 、路由器( r o u t e r ) 和网关( g a t e w a y ) 等网 络设备直接实现集成，适用于对所需要的协议间的通讯是明确的情况。缺点是通 用性较差。 枚举法：在同一台机器上保存多种协议，根据不同的应用调用相应的协议驱 动模块。这种方法实现起来非常方便，但执行时要增加对协议的全局控制使得数 据处理效率受到影响。 中间件法：可以看做是枚举法的扩展，它通过在应用层和协议之间加入中间 构件来完成集成功能。当协议发生改变时只需更新驱动模块，从而增加了灵活性， 但该方法选择合适的中间构件比较困难，而且集成的执行效率比直接法低。 1 5 3 异构数据库之间的共享 异构数据库系统是相关的多个数据库系统的集合，每个数据库系统在加人异 构数据库系统之前就具有各自的自治性，实现数据共享的同时，每个数据库系统 仍保有自己的应用特性、完整性控制、安全性控制和分布式的特点。异构数据库 系统中关键的一点就是以局部数据库模式为基础，建立全局的数据模式或全局视 l 绪论 图。这种全局模式对于建立高级的决策支持系统尤为重要，因而建立集中式数据 库管理系统并以此为基础建立全局模式，是解决异构数据库的统一联接和控制的 重要途径。集中式数据库管理系统可以从异构数据库系统中的多个数据库中收集 信息，并建立统一的全局模式同时收集的数据还支持对历史数据的访问，用户 通过统一的数据接口进行决策支持的查询。对于异构数据库系统，数据库转换和 数据的透明访问是实现数据共享的两个关键问题，最终目标是实现不同数据库之 问的数据信息资源、硬件设备资源和人力资源的合并和共享即】。 异构数据库的转换：将一种数据库系统中定义的模型转化为另一种数据库 中的模型，然后根据需要再装入数据，这时用户就可以利用自己熟悉的数据库系 统和熟悉的查询语言，实现数据共享的目标。为此必须建立数据库转换工具，首 先进行类型转换，访问源数据库系统，将源数据库的数据定义模型转换为目标数 据库的数据定义模型，然后进行数据重组，即将源数据库系统中的数据装入到目 的数据库中。化在转换的过程中，有时要想实现严格的等价转换是比较困难的。 首先要确定两种模型中所存在的各种语法和语义上的冲突，这些冲突可能包括： 命名冲突，即源模型中的标识符可能是目的模型中的保留字，这时就需要重新命 名：格式冲突，同一种数据类型可能有不同的表示方法和语义差异，这时需要定 义两种模型之间的变换函数：结构冲突，如果两种数据库系统之间的数据定义模 型不同，如分别为关系模型和层次模型，那么需要重新定义实体属性和联系，以 防止属性或联系信息的丢失 数据的透明访问：在异构数据系统中实现了数据的透明访问，用户就可以将 异构分布式数据库系统看成普通的分布式数据库系统，用自己熟悉的数据处理语 言去访问数据库。目前还没有一种广泛使用的数据定义模型和数据查询语言，实 现数据的透明访问可以采用多对一转换、双向的中间件等技术。开放式数据库连 接( o d b c ) 是一种用来在相关或不相关的数据库管理系统中存取数据的标准应用 程序接口，为应用程序提供了一套高层调用接口规范和基于动态链接库的运行支 持环境。目前，常用的数据库应用开发的前端丁具如p o w e r b u i l d e r ，d e l p h i 等 都通过o d b c 来连接各种数据库系统面多数数据库管理系统( 如：o r a c l e ，s y b a s e ， s q l s e r v e r 等) 都提供了相应的o d b c 驱动程序，使数据库系统具有很好的开放性 网。 四川大学硕士学位论文 1 5 4 数据安全 计算机安全从对信息的不同要求，有不同的衡量，但却都有一个共性，即从 信息的重要性和实现角度看，有三方面的标准：保密性，完整性与可用性。 保密性，指计算机系统要防止非法泄露计算机数据。必须要保障某一团体的 合法权限而对于其它团体的拒绝权限，这是信息安全的最基本标准。 完整性，指计算机系统能防止非法修改或删除计算机数据和程序。不合法的 数据处理，如插入额外的干扰数据，删除重要数据或修改数据等等，都会给系统 带来灾难性后果。因此要给不同用户以不同的处理权限，有些具有编辑权，但有 些只能给予他只读访问权，这是很重要的。 可用性，指计算机系统能防止用户非法独占计算机资源和数据，当系统出现 故障时，要保证不影响系统的数据完整性。能有一定的恢复机制和自我保护的能 力。 对于一个网络系统，必须从系统的角度全局考虑权限分配等有关安全的策 略，不仅要有子系统应用的安全，同时还要有网络上的通信安全。对于分布式系 统尤其应注意：各结点子系统具有相对的独立性，既要保证有自己的安全维护， 同时作为整体系统的一部分，又必须兼顾共享调用的问题。 网络安全策略：由于网络系统的开放性，特别是i n t r a n e t 所具有的扩展性可 以轻易地进行i n t e r n e t 的联接，这