基于集成网络DNC的数控生产基地平台构建

    随着经济全球化、信息和服务网络化，网络化设计制造已代替技术手段落后、生产效率低、管理维护费用高的单机生产及管理模式而成为当前制造业的主要生产形式。为此，企业需要大量熟悉并掌握现代网络化设计和制造的工程技术人才，而我国的高等工程教育存在明显的结构性矛盾。如学生的专业训练与企业人才需求不匹配，学校缺乏符合现代先进制造要求的真实教学和实训环境等。本文结合工程训练中心建设的实际，提出了基于局域网的数控实习基地方案，旨在为学生提供一个真实的场景，为中小企业的信息化发展提供合作平台。

1 网络设计制造及DNC概述

    1．1 网络化设计制造

    网络化设计制造从广义上讲是指按照敏捷制造的思想，由多种、异构、分布式的制造资源，以一定互联方式、利用internet技术组成的、开放式的、多平台的、相互协作的、能及时灵活地响应市场需求变化的新模式。本文所涉及网络化制造是一种狭义上的定义，表现为企业内部的网络化，即将企业内部的管理部门、设计部门、生产部门在网络、数据库技术支持下进行的设计制造及管理系统信息集成。

    1．2集成DNC

    DNC(direct numerical control或distributed numerical control)是用一台计算机对多台数控机床进行集成化控制管理的一种方式。按其内涵可分为直接、分布、柔性、网络、集成和智能DNC等。其中集成DNC系统目前应用较为广泛，它以数控、计算机、控制、通讯和网络等先进技术为基础，把与制造过程有关的设备与上层控制计算机集成起来，从而实现制造车问制造设备的集成控制管理及制造设备之间、制造设备与上层计算机之间的信息交换。它是制造业自动化的重要模式，是实现网络化设计制造、MES等系统的重要组成部分。

    1．3集成DNC的网络运行模式

    根据实习(生产)车间的不同规模和大小，集成DNC的控制结构可有多种形式，对应于这些形式，实习(生产)车问又有多种网络运行模式。

    (1)二层运行模式(见图1)。集成DNC主机集DNC控制和多种管理功能为一体，同时还具有与CAD，CAPP，CAM，ERPⅡ等系统的接口。适合于对加工车间局部进行DNC控制。

图1二层运行模式
Fig．1 Two-layer operating model

    (2)三层运行模式(见图2)。具有车间、工作站和设备3层结构。这里DNC主机仅负责与数控设备的通信控制和通信管理及数控设备的状态信息采集、生产计划、生产调度、NC程序生成等，而其它信息的管理则由相应工作站和车间服务器来完成。

图2三层运行模式
Fig．2 Three-layer operating model

    (3)四层运行模式(见图3)。与(2)的区别在于增加了单元层管理，各单元内部的生产管理功能模块均放在单元内，而与各单元有关的功能模块放在车间层，通过车间局域网与各制造单元交换信息。

    (4)五层运行模式(跨车间运行模式)，如图4所示。前3种运行模式的共同特点是不能与外界直接进行信息交换。现代制造业的发展趋势要求加工车间不仅应与企业管理层建立信息交换通道，车间还应通过局域网和internet建立跨车间、跨企业、跨地域甚至跨国界的制造信息交换通道。跨车间运行模式正是基于未来制造业发展趋势而产生的。

图3四层运行模式
Fig．3 Four-layer operating model

图4五层运行模式
Fig．4 Five-layer operating model