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分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)構(gòu)想</P><P> </P><P> 程濤 胡春華 吳波 楊叔子</P><P> </P><P> 摘自：中國(guó)機(jī)械工程</P><P> </P><P> 本文從世界經(jīng)濟(jì)的全球化發(fā)展趨勢(shì)、新時(shí)期市場(chǎng)的特征與本質(zhì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展等方面出發(fā)，闡述變革傳統(tǒng)制造模式的內(nèi)在動(dòng)力，立足于當(dāng)前制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，借助制造技術(shù)和信息技術(shù)的最新發(fā)展，基于“敏捷制造”的基本思想，試圖探索出一種適應(yīng)這些形勢(shì)的生產(chǎn)制造模式。</P><P> </P><P> 1 制造模式變革的內(nèi)在動(dòng)力</P><P> 1.1 全球化趨勢(shì)</P><P> 世界各國(guó)之間在經(jīng)濟(jì)上越來(lái)越多地相互依存，不可能離開全球化的市場(chǎng)而獨(dú)立地求得本國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，必須與國(guó)際接軌，充分利用國(guó)際市場(chǎng)的信息、資本、資源、技術(shù)、商品和服務(wù)，在平等競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)上，互利互惠，相互合作。經(jīng)濟(jì)的全球化、市場(chǎng)的國(guó)際化、貿(mào)易和投資的自由化，以及服務(wù)的世界化，促進(jìn)了競(jìng)爭(zhēng)，提高了效率，鼓勵(lì)了革新，增加了新的資本投資和加快了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度［1～3］。隨著越來(lái)越多的國(guó)家接受自由市場(chǎng)思想，全球自由貿(mào)易體制的逐步建立和完善，世界大市場(chǎng)的逐步形成以及全球交通運(yùn)輸系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)的建立，國(guó)際間的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易交往與合作更加頻繁和緊密，競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈。這股全球化的洪流正推動(dòng)著世界經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健、快速、持續(xù)地增長(zhǎng)。這使得制造產(chǎn)業(yè)、制造技術(shù)和產(chǎn)品逐步走向國(guó)際化，導(dǎo)致制造業(yè)在全球范圍內(nèi)重新分布和組合。競(jìng)爭(zhēng)的加劇將促使競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手利用一切可以利用的制造資源，主動(dòng)積極地尋求市場(chǎng)機(jī)遇，靈捷地響應(yīng)和適應(yīng)客戶多樣化的消費(fèi)需求，高質(zhì)量地為全球顧客服務(wù)，從而獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展與壯大。</P><P> 1.2 客戶化市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)</P><P> 世界制造業(yè)正面臨著一個(gè)不確定性的、急劇變化的、競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的國(guó)際化市場(chǎng)［3］。</P><P> (1)客戶驅(qū)動(dòng)市場(chǎng) 客戶驅(qū)動(dòng)著市場(chǎng)，市場(chǎng)牽動(dòng)制造企業(yè)，制造業(yè)從生產(chǎn)為中心轉(zhuǎn)向市場(chǎng)需求為中心，從企業(yè)為主導(dǎo)轉(zhuǎn)向客戶為主導(dǎo)，以滿足客戶需求為目標(biāo)。</P><P> (2)客戶對(duì)制造產(chǎn)品的要求 集中表現(xiàn)為多品種、變批量、高性能、高質(zhì)量、高可靠性、交貨期短、合理的價(jià)格、完善的行銷及售后服務(wù)等，而且這些要求是隨著客戶的經(jīng)濟(jì)及其它條件的變化而不斷變化的，由此導(dǎo)致制造業(yè)面對(duì)一個(gè)產(chǎn)品壽命期短、更新快、動(dòng)態(tài)快速多變、穩(wěn)定性差和難以預(yù)測(cè)的市場(chǎng)。</P><P> (3)物質(zhì)產(chǎn)品與服務(wù)的交融 在從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)到行銷與售后服務(wù)等過(guò)程中必須為全球范圍內(nèi)的客戶提供優(yōu)質(zhì)與全方位的滿意服務(wù)，這是制造企業(yè)贏得客戶、開拓和占領(lǐng)市場(chǎng)的重要因素。</P><P> (4)合作基礎(chǔ)上的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 由于一個(gè)企業(yè)的資金、人員素質(zhì)與知識(shí)和技能、設(shè)施與設(shè)備、設(shè)計(jì)與開發(fā)、制造能力、營(yíng)銷能力等都存在著局限性，在全球范圍內(nèi)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中不可能取勝，因此必須進(jìn)行企業(yè)間的合作，形成以競(jìng)爭(zhēng)為基礎(chǔ)和合作協(xié)同為主導(dǎo)、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享、共存共榮的機(jī)制，充分實(shí)現(xiàn)資本、資源、技術(shù)、人才、信息和知識(shí)的交流與共享，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、分工協(xié)作，才能積極有效、主動(dòng)、快速響應(yīng)和適應(yīng)市場(chǎng)，奪取競(jìng)爭(zhēng)勝利。以這種競(jìng)爭(zhēng)與合作機(jī)制為基礎(chǔ)，借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)及裝備，以及四通八達(dá)的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，使在地域上分布的企業(yè)組成能適應(yīng)當(dāng)今和跨世紀(jì)市場(chǎng)需求變化的、有競(jìng)爭(zhēng)能力的、動(dòng)態(tài)可變的企業(yè)聯(lián)盟，是實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)比過(guò)去更廣闊的范圍內(nèi)，充分有效利用比過(guò)去更廣泛的資源，靈活快速響應(yīng)全球范圍內(nèi)用戶需求，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的最佳模式。</P><P> 1.3 科技進(jìn)步</P><P> 本世紀(jì)中葉以來(lái)，微電子、計(jì)算機(jī)、通訊、網(wǎng)絡(luò)、信息、自動(dòng)化等科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，掀起了以信息技術(shù)為核心的“第三次浪潮”，正牽引著人類進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代最鼎盛的時(shí)期，并已叩響知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的大門［4］。正是這些高新科學(xué)技術(shù)在制造領(lǐng)域中的廣泛滲透、應(yīng)用和衍生，推動(dòng)著制造業(yè)的深刻變革，極大地拓展了制造活動(dòng)的深度和廣度，促使制造業(yè)日益向著高度自動(dòng)化、智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的方向蓬勃發(fā)展。</P><P> 在全球化浪潮的沖擊和高速發(fā)展的高科技的推動(dòng)下，制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)戰(zhàn)略與活動(dòng)應(yīng)面向全球，充分合理利用以信息技術(shù)為代表的高科技，建立和實(shí)現(xiàn)基于分布式網(wǎng)絡(luò)化體系結(jié)構(gòu)的組織、生產(chǎn)和管理模式，以快速、靈活地組織和利用各種分布的、異構(gòu)的制造資源，謀求企業(yè)間的相互合作、共同尋求市場(chǎng)機(jī)遇，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展。</P><P> </P><P> 2 分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的總體構(gòu)想</P><P> 建立和實(shí)現(xiàn)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式制造系統(tǒng)模式，是對(duì)傳統(tǒng)制造模式的揚(yáng)棄與創(chuàng)新。近些年來(lái)，在理論上已初具系統(tǒng)，在實(shí)踐中亦取得成效的先進(jìn)制造生產(chǎn)模式主要有柔性生產(chǎn)、智能制造、精益生產(chǎn)和敏捷制造等，在總結(jié)這些成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外制造業(yè)的基本形勢(shì)，本文提出了分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)（distributed networked-manufacturing system, DNMS）的初步構(gòu)想，分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)是一種由多種、異構(gòu)、分布式的制造資源，以一定互聯(lián)方式，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的、開放式的、多平臺(tái)的、相互協(xié)作的、能及時(shí)靈活地響應(yīng)客戶需求變化的制造系統(tǒng)，是一種面向群體協(xié)同工作并支持開放集成性的系統(tǒng)。其基本目標(biāo)是將現(xiàn)有的各種在地理位置上或邏輯上分布的異構(gòu)制造系統(tǒng)/企業(yè)，通過(guò)其Agent連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中去，以提高各個(gè)制造系統(tǒng)/企業(yè)間的信息交流與合作能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造資源的共享，為尋求市場(chǎng)機(jī)遇，及時(shí)、快速地響應(yīng)和適應(yīng)市場(chǎng)需求變化，贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，求得生存與發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而也為真正實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)研究與開發(fā)、生產(chǎn)、營(yíng)銷、組織管理及服務(wù)的全球化開辟了道路。</P><P> 分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：</P><P> (1) 層次結(jié)構(gòu)的相似性 分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)具有一定的層次性，從下到上一般可分為單元級(jí)、車間級(jí)、系統(tǒng)/企業(yè)級(jí)等不同的層次，而且在不同的層次上都具有相似的體系結(jié)構(gòu)，即同一層次中各結(jié)點(diǎn)都通過(guò)其Agent利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接，而處于低層次的系統(tǒng)，則作為一個(gè)整體通過(guò)其在上一網(wǎng)絡(luò)層次中的代理連接到上一層次的網(wǎng)絡(luò)中去。</P><P> (2) 分布式、開放的體系結(jié)構(gòu) 在分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)中，處于同一網(wǎng)絡(luò)層次中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)在邏輯結(jié)構(gòu)上或地理位置上是分布的，無(wú)主從之分，能獨(dú)立地、自主地完成各自的子任務(wù)，但為完成系統(tǒng)的整體任務(wù)，彼此間還需進(jìn)行大量的交互活動(dòng)，包括信息、數(shù)據(jù)的交流與共享，相互協(xié)商、協(xié)調(diào)與合作以協(xié)同完成任務(wù)。</P><P> (3) 良好的容錯(cuò)能力、可擴(kuò)展和可重組性</P><P> (4) 互聯(lián)性 各結(jié)點(diǎn)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以一定邏輯互聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)連接和通訊。</P><P> (5) 互操作性 各結(jié)點(diǎn)或應(yīng)用系統(tǒng)間能夠交互作用、相互協(xié)調(diào)與合作以協(xié)同完成共同的任務(wù)。</P><P> (6) 數(shù)據(jù)、知識(shí)和信息的分布性 各個(gè)結(jié)點(diǎn)都有各自的以各種形式（如文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和電子表格等）存在的數(shù)據(jù)、知識(shí)和信息資源。</P><P> (7) 多樣化 硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用平臺(tái)的多樣化。</P><P> </P><P> 3 分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)</P><P> 在繼承當(dāng)前制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)化的制造系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式對(duì)象技術(shù)、多自主體系統(tǒng)(multi-agent system, MAS)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)等關(guān)鍵技術(shù)的支撐。在此，僅就分布式對(duì)象技術(shù)及其主要標(biāo)準(zhǔn)和多自主體系統(tǒng)技術(shù)作簡(jiǎn)單介紹。</P><P> 3.1 分布式對(duì)象技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)</P><P> 為在分布的、多種異構(gòu)制造資源的基礎(chǔ)上構(gòu)造起分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，以有效地實(shí)現(xiàn)資源與信息共享、相互協(xié)調(diào)與合作以協(xié)同完成整體目標(biāo)，因此系統(tǒng)集成就成為十分突出的問(wèn)題。解決系統(tǒng)集成問(wèn)題的有效途徑就是遵循開放系統(tǒng)原則，采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，建立集成軟件環(huán)境。一種可分布的、可互操作的面向?qū)ο髾C(jī)制——分布式對(duì)象技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)分布異構(gòu)環(huán)境下對(duì)象之間的互操作和協(xié)同工作以構(gòu)建起分布式系統(tǒng)具有十分重要的作用和意義。其主要思想是，在分布式系統(tǒng)中引入一種可分布的、可互操作的對(duì)象機(jī)制，把分布于網(wǎng)絡(luò)上可用的所有資源封裝成各個(gè)公共可存取的對(duì)象集合，采用客戶/服務(wù)器(C/S)結(jié)構(gòu)和模式實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的管理和交互，使得不同的面向?qū)ο蠛头敲嫦驅(qū)ο蟮膽?yīng)用可以集成在一起［5］。</P><P> 許多計(jì)算機(jī)廠商、標(biāo)準(zhǔn)化組織等紛紛制定了分布式對(duì)象技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［5，6］。其中，國(guó)際對(duì)象管理組織OMG發(fā)布的公共對(duì)象請(qǐng)求代理結(jié)構(gòu)(common object broker architecture,CORBA)，為分布異構(gòu)環(huán)境下各類應(yīng)用系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息互訪、知識(shí)共享和協(xié)同工作提供了良好的可遵循的規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)有力的支持，它通過(guò)客戶/服務(wù)器對(duì)象間的交互而實(shí)現(xiàn)資源的實(shí)時(shí)共享。CORBA具有軟硬件的獨(dú)立性、分布透明性、語(yǔ)言的中立性，以及面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)管理等優(yōu)點(diǎn)，從而成為當(dāng)前十分有效的一種集成機(jī)制。因此得到包括IBM、HP、DEC、Microsoft等在內(nèi)的計(jì)算機(jī)與軟件廠商和X/open、OSF以及COSE Alliance等國(guó)際聯(lián)盟的積極支持和采納，已有幾個(gè)遵循此標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品問(wèn)世［5，6］。</P><P> 基于CORBA標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)集成和應(yīng)用開發(fā)環(huán)境在企業(yè)中將會(huì)有潛在的巨大的應(yīng)用前景，在逐步實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化與智能化，提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)和提高企業(yè)及時(shí)快速響應(yīng)和適應(yīng)市場(chǎng)的能力等方面都將起到積極的推動(dòng)作用�；贑ORBA標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)是一個(gè)能跨越不同地理位置、穿越不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、屏蔽實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)、實(shí)現(xiàn)透明傳輸、集成不同用戶特長(zhǎng)的基于C/S模式、面向?qū)ο�、開放的分布式計(jì)算集成環(huán)境。</P><P> 3.2 多自主體系統(tǒng)技術(shù)</P><P> 多自主體系統(tǒng)理論與技術(shù)在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)，將給制造系統(tǒng)/企業(yè)帶來(lái)巨大變化［7］。制造系統(tǒng)是由若干完成不同制造子任務(wù)的環(huán)節(jié)組成的，如訂貨、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等，各個(gè)環(huán)節(jié)上的各功能子系統(tǒng)既相互獨(dú)立，又相互協(xié)同，以提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，共同完成制造任務(wù)。因此可以說(shuō)整個(gè)制造過(guò)程是一種典型的多自主體問(wèn)題求解過(guò)程，系統(tǒng)/企業(yè)中的每一部門（或環(huán)節(jié)）相當(dāng)于該過(guò)程中的一個(gè)自主體(Agent)。制造系統(tǒng)/企業(yè)中的每一子任務(wù)、功能、問(wèn)題或單元設(shè)備等都可由單個(gè)Agent或組織良好的Agent群來(lái)代理或?qū)崿F(xiàn)，并通過(guò)它們的交互和相互協(xié)商、協(xié)調(diào)與合作，來(lái)共同完成制造任務(wù)。將制造系統(tǒng)/企業(yè)模擬成多自主體系統(tǒng)可以使系統(tǒng)易于設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與維護(hù)，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，增強(qiáng)系統(tǒng)的可重組性、可擴(kuò)展性和可靠性，以及提高系統(tǒng)的柔性、適應(yīng)性和敏捷性等。</P><P> </P><P> 4 原型系統(tǒng)</P><P> 基于這一構(gòu)想，我們利用StarBus2.2，開發(fā)了一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)化制造原型系統(tǒng)。該原型系統(tǒng)由系統(tǒng)經(jīng)理、任務(wù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)者4個(gè)結(jié)點(diǎn)組成。</P><P> 4.1 系統(tǒng)組成</P><P> (1)系統(tǒng)經(jīng)理 系統(tǒng)經(jīng)理包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和系統(tǒng)Agent。前者提供一個(gè)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，它可供原型系統(tǒng)中獲得權(quán)限的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、讀取、存儲(chǔ)和檢索等操作；后者則負(fù)責(zé)該原型系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上與外部的交互，通過(guò)Web服務(wù)器在Internet上發(fā)布該原型系統(tǒng)的主頁(yè)，網(wǎng)上用戶可通過(guò)訪問(wèn)該主頁(yè)獲得該系統(tǒng)的有關(guān)信息，并決定是否由該原型系統(tǒng)來(lái)滿足自己的需求，這可通過(guò)填寫和提交該主頁(yè)向用戶提供的定單登記表來(lái)向該原型系統(tǒng)發(fā)出定單，系統(tǒng)Agent決定是否接受這些定單，如接受，就將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中；另一方面，系統(tǒng)Agent還負(fù)責(zé)監(jiān)視該原型系統(tǒng)上各個(gè)結(jié)點(diǎn)間的交互活動(dòng)，如記錄和實(shí)時(shí)顯示結(jié)點(diǎn)間發(fā)送和接收消息的情況、任務(wù)的執(zhí)行情況等。</P><P> (2)任務(wù)規(guī)劃 任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)的主要功能是對(duì)定單進(jìn)行規(guī)劃、分解成若干子任務(wù)，并通過(guò)招標(biāo)—投標(biāo)的方式將這些子任務(wù)分配給各個(gè)結(jié)點(diǎn)。該結(jié)點(diǎn)由一個(gè)任務(wù)經(jīng)理和它的代理——任務(wù)經(jīng)理Agent組成。</P><P> 任務(wù)經(jīng)理的主要功能如下：①訪問(wèn)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)獲取網(wǎng)絡(luò)用戶的定單；②根據(jù)定單進(jìn)行任務(wù)登記；③將任務(wù)分解成若干子任務(wù)；④查詢其它結(jié)點(diǎn)的類型、能力和其它信息；⑤基于價(jià)格機(jī)制，通過(guò)談判進(jìn)程以招標(biāo)—投標(biāo)的方式將這些子任務(wù)分配給網(wǎng)上其它結(jié)點(diǎn)。</P><P> 任務(wù)經(jīng)理Agent主要負(fù)責(zé)如下事務(wù)：①網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，以使該結(jié)點(diǎn)能加入到原型系統(tǒng)中，獲得相應(yīng)的權(quán)限；②與系統(tǒng)中其它結(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互；③管理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，包括數(shù)據(jù)查詢、修改、添加、刪除等；④取消注冊(cè)，以使該結(jié)點(diǎn)退出本系統(tǒng)。</P><P> (3)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)結(jié)點(diǎn)是一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該結(jié)點(diǎn)是由一個(gè)CAD 工具及其代理——CAD Agent組成的。CAD工具是一個(gè)工具軟件包，用于幫助設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)；而CAD Agent則負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)、取消注冊(cè)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、與其它結(jié)點(diǎn)的交互、決定是否接受設(shè)計(jì)任務(wù)和向任務(wù)發(fā)放者提交任務(wù)等事務(wù)。</P><P> (4)生產(chǎn)者 生產(chǎn)者包括一臺(tái)加工中心和它的Agent——機(jī)床Agent。該加工中心配置有我們?cè)谌A中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的智能自適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)［8］、刀具狀況監(jiān)控模塊以及自診斷和自修復(fù)模塊，可以提高加工效率、降低成本、保障設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。此外，還具有與外部環(huán)境進(jìn)行交互的能力。其主要任務(wù)是，①利用串口或網(wǎng)絡(luò)適配器與其機(jī)床Agent進(jìn)行信息交流，包括從機(jī)床Agent接受控制命令、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔，將有關(guān)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果傳送給機(jī)床Agent；②根據(jù)從機(jī)床Agent接受的控制命令、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔完成加工任務(wù)。</P><P> 機(jī)床Agent 的主要功能如下：①與網(wǎng)絡(luò)上其它結(jié)點(diǎn)的Agent進(jìn)行交互，包括談判、協(xié)商和信息與數(shù)據(jù)交流等；②進(jìn)行推理并作出決策以決定是否接受子任務(wù)，如不接受，則尋求其它能接受該子任務(wù)的結(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行任務(wù)遷移；如接受，則對(duì)該子任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃以確定其行為活動(dòng)；③利用串口或網(wǎng)絡(luò)適配器與其加工中心進(jìn)行信息交流，即將控制命令、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔傳送給加工中心，并接受加工中心傳送來(lái)的有關(guān)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果的信息；④對(duì)機(jī)床Agent自身和加工中心的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。</P><P> 4.2 系統(tǒng)運(yùn)作</P><P> 該系統(tǒng)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，才能成為該原型系統(tǒng)的正式成員以獲得相應(yīng)的權(quán)限，才能與系統(tǒng)中的其它結(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作，共同完成系統(tǒng)任務(wù)。整個(gè)原型系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程。</P><P> (1)任一網(wǎng)絡(luò)用戶都可以通過(guò)訪問(wèn)該原型系統(tǒng)的主頁(yè)獲得該系統(tǒng)的相關(guān)信息（包括系統(tǒng)特征、能力和所承諾的服務(wù)等），系統(tǒng)主頁(yè)是由Web服務(wù)器在Internet上發(fā)布的。此外， 用戶還可通過(guò)填寫和提交系統(tǒng)主頁(yè)所提供的用戶定單登記表，向該系統(tǒng)發(fā)出定單。</P><P> (2)如果接到并接受網(wǎng)絡(luò)用戶的定單，系統(tǒng)Agent就將其存入全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)可以從全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)獲取定單，進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃，并將任務(wù)分解成若干子任務(wù)，基于招標(biāo)—投標(biāo)的方法將這些子任務(wù)分配給原型系統(tǒng)上獲得權(quán)限的結(jié)點(diǎn)。</P><P> (3)基于談判方式，產(chǎn)品設(shè)計(jì)子任務(wù)被設(shè)計(jì)結(jié)點(diǎn)獲得，該結(jié)點(diǎn)通過(guò)人機(jī)交互完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)子任務(wù)，生成相應(yīng)的CAD/ CAPP數(shù)據(jù)和文檔以及數(shù)控代碼，并將這些數(shù)據(jù)和文檔存入全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)。</P><P> (4)同樣方式，生產(chǎn)者可以獲得加工子任務(wù)，一旦獲得該子任務(wù)，機(jī)床Agent將被允許從全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)讀取必要的數(shù)據(jù)（CAD/CAPP數(shù)據(jù)和文檔、數(shù)控代碼等），并將這些數(shù)據(jù)傳送給加工中心，加工中心則根據(jù)這些數(shù)據(jù)和命令完成加工子任務(wù)，并將運(yùn)行狀態(tài)信息傳送給機(jī)床Agent。</P><P> (5)設(shè)計(jì)結(jié)點(diǎn)完成設(shè)計(jì)子任務(wù)后，向任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)提交該子任務(wù)。</P><P> (6)生產(chǎn)者完成加工子任務(wù)后，通過(guò)其Agent向任務(wù)規(guī)劃結(jié)點(diǎn)返回結(jié)果并提交該子任務(wù)。</P><P> (7)客戶可以了解定單執(zhí)行情況和結(jié)果。</P><P> 在系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行期間, 系統(tǒng)Agent都對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)結(jié)點(diǎn)間的交互活動(dòng)進(jìn)行記錄，如消息的收發(fā)，對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的讀寫，查詢各結(jié)點(diǎn)的名字、類型、地址、能力及任務(wù)完成情況等。</P><P> 基于上述過(guò)程，我們進(jìn)行了一簡(jiǎn)單零件的設(shè)計(jì)與加工驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行性能良好，能完成預(yù)期的任務(wù)，從原理上實(shí)現(xiàn)了我們所提出的分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)模式。</P><P> </P><P> 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(59705020、59990470)</P><P> <BR> 作者簡(jiǎn)介</P><P> 程 濤 男，1971年生。華中理工大學(xué)（武漢市 430074）機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生。主要研究方向?yàn)榉植际接?jì)算、信號(hào)檢測(cè)及處理、智能控制、智能制造、網(wǎng)絡(luò)制造等。</P><P> <BR> 作者單位</P><P> 胡春華 吳 波 武漢市 430074 華中理工大學(xué)<BR> 楊叔子 武漢市 430074 華中理工大學(xué) 中國(guó)科學(xué)院院士</P><P> </P><P> 參考文獻(xiàn)</P><P> 1 張伯鵬，汪勁松，鄭力等.中國(guó)機(jī)械工程，1997，8(2)：60～63</P><P> 2 房貴如，劉維漢．中國(guó)機(jī)械工程，1995，6(3)：7～10</P><P> 3 羅振璧，周兆英．靈捷制造．濟(jì)南：山東教育出版社，1996：9～15</P><P> 4 陶德言．知識(shí)經(jīng)濟(jì)浪潮．北京：中國(guó)城市出版社，1998：1～5</P><P> 5 蔡希堯，劉西洋，邊定平．計(jì)算機(jī)科學(xué)，1995，22（3）：9～12</P><P> 6 錢方，周健，鄒鵬．計(jì)算機(jī)科學(xué)，1996，23（2）：76～79</P><P> 7 段廣洪，錢立，王君英等．中國(guó)機(jī)械工程，1998，9(2)：23～27</P><P> 8 程濤，左力，劉艷明等.中國(guó)機(jī)械工程，1999，10(1)：26～31<BR>
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離線
公司簡(jiǎn)介
產(chǎn)品目錄
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中華工控網(wǎng)
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客服中心
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