协作制造信息支持环境研究

摘要

离散的制造业中，多个制造单元之间的协同作业，依然是制造的难点问题。目前设备仅仅作为加工工具，被动地接收控制指令。如果能够让设备主动地参与任务的分解和分配，那么对提高整个制造系统的柔性和效率将有很大的作用。
　　 本论文通过对基于普通NC(Numeric Control)的制造系统、基于STEP-NC的制造系统的分析，提出了一种协作制造系统构想，并分析了协作制造信息支持环境的实现必须首先解决两个基本问题：一是产品和制造资源的信息模型的表达，另一个是分布式异构系统之间的信息交互。
　　 产品和制造资源的面向特征的信息模型是整个协作制造系统的基础，完备、一致的信息表达有赖于相关组织的标准化。本论文采用ISO STEP(Standard for the Exchange ofProduct Model Data)标准，进行产品的信息建模，并给出了产品的自动建模和人工建模过程。采用ISO 15531等标准进行制造资源的建模，给出了资源信息模型框架，并给出了对应的机床、刀具的面向特征的能力模型。
　　 通过把Web Services和MAS(Multi-Agent System)相结合，本论文提出了一种动态的可嵌套的MAS结构解决MAS中异构系统的信息交互问题，并给出了相应的Agent结构，并提出利用WSFL(Web Services Flow Language)定义常用的流程，提高MAS的协作效率。
　　 最后，基于面向特征的产品和资源的信息模型，初步建立了描述产品和资源的关系数据库，并用Web services 技术和Java 语言，初步实现了支持异构制造单元协作的实验信息环境，该环境具有跨平台、跨语言、松散耦合、模块化、扩展性好等优点。