结构件快速数控编程系统的集成技术研究

　　数据资源层：管理相关的数据库资源，负责业务数据的存储和共享。数据库类型主要包括文件数据库、WEB服务数据库、XML类型数据库、FTP数据库、文档数据库等，用来存储用户数据、零组件产品数据、资源数据、工艺数据、程序数据、知识数据、本体数据等各类制造和管理数据资源。

　　基础支撑层：主要负责系统平台的硬件和核心通信及标准，包括数控机床、数控测量机、个人数字助理PDA(Personal Digital Assistant)、无线射频识别RFID(Radio Frequency Identification)等硬件设备；包括Internet／Intranet网络硬件和通信协议及接口相关的标准和规范，信息安全和控制等。具体的有TCP／IP网络协议、HTTP协议、FTP协议、SMTP协议、面向服务计算的WEB服务描述语言协议WSDL(Web Server Description)、简单对象访问协议SOAP(Simple Object Access Protoc01)、统一描述发现和集成协议UDDI(Universal Description，Discovery and Integration)、RS232标准、MAP接口、XON／XOFF协议、CORRB标准、Agent的描述语言ADL(Agent Describe Language)、Agent的控制语言ACL(Agent Control Language)、Agent的通信语言KQML(Knowledge Query and Manipulation Language)等。

　　系统集成了CORBA组件和WEB服务，通过CORBA规定分布对象的定义、语言映射和封装接口，将WEB SERVICES作为其上层中间组件实行服务管理，通过多对象、多层次的代理体Agent形成应用框架。不同车间层采用基于SOAP的WEB SERVICES协议，车间内部应用采用CORBA协议。在企业内部设置服务注册中心UDDI，负责管理各车间WEB服务，应用系统可以是已有的数字制造系统。也可以是新开发的系统。对已经有的PDM、ERP、CAPP、CAM系统，通过WSDL文件描述系统功能及注册方法封装成WEB SERVICES组件，最后将服务描述文件通过UDDI API接口发布到UDDI供SOAP客户调用。

　　1.2 基于本体的数控编程制造信息集成

　　本体概念源自于古西方哲学，现在被引入到信息领域用于人工智能的研究，本体是共享概念模型的显示的形式化描述。实现网络化数控制造自动化信息集成需要采用万维网联盟W3C(World Wide Web Consortium)推荐的基于DL的WEB本体描述语言OWL(Web Ontology Language)DL实现信息描述。基于OWL DL的本体定义为五元组：

　　快速数控编程制造信息具有异构、多平台、动态的特点，需要将相关信息资源的概念和关系形成领域知识，建立具有统一语义的信息集成体系。利用本体进行信息集成，系统的顶级本体由多个子本主要包括企业和车间本体、WEB服务本体、产品本体、知识本体和数控编程资源本体等。企业和车间本体描述数控车间的组织信息、人员信息、资源信息、目标策略和流程信息等；WEB服务本体企业或车间的基本信息、工艺流程信息、服务资源信息服务请求和服务策略信息等；产品本体描述数控工艺和编程的产品信息、部件和零件的结构信息、尺寸和公差信息、工艺和工装信息等；知识本体包括结构件特征识别的知识、数控工艺规划知识、切削刀具和参数选择知识等；数控编程资源本体定义编程需要的各种资源，包括设备信息、刀量具信息、毛坯信息、夹具信息、在制品信息、工艺分工信息、生产计划信息和数据资源信息等。

2 应用实例

　　根据上述体系结构和实现方法，利用J2EE企业版(Java 2 platform Enterprise Edition)和WEB Services技术构建了结构件快速数控编程原型系统。典型壁板结构件编程的部分集成运行信息模型如图4所示。

图4璧板的数控编程集成模型 

3 结论

　　本文为解决结构件的快速编程问题，提出了一种面向结构件快速编程的框架体系结构，研究了基于本体的信息集成技术。该系统的体系结构和实现方法为实现信息技术、语义网与信息技术深入到制造过程的信息化提供了一种解决方案。