[發明專利]一種面向服務的孿生制造車間系統重構方法

有效

• 申請號: 202011240547.0
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112434917B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 要義勇;王敬文;趙麗萍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/06;G06Q10/10;G06Q50/04;G06F21/31;G06F30/17
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種面向服務的孿生制造車間系統重構方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：用戶向系統提出孿生制造車間系統服務重構請求，系統對用戶的身份進行判斷，如果請求合法，則執行步驟2，否則執行步驟8；

步驟2：根據用戶所提出的服務重構請求，在組件庫中進行匹配查找，如果組件庫中有服務資源匹配，則執行步驟3，否則執行步驟4；

所述組件庫包括：

3.1?設計部分

所述設計部分包括三維模型、二維圖紙、工藝路線卡和零件試制；在接收到零件加工的訂單后，建立零件的三維模型；以三維模型為基礎，繪制二維工程圖紙；按照零件的工藝要求、設備要求制作零件加工的工藝路線卡；零件試制采用增材制造的方式，在加工完成后，根據零件的使用條件對試制件進行檢驗；最后建立零件的資源庫，將三維模型、圖紙、工藝路線卡上傳到服務器中，組成組件庫的第一部分；

3.2?制造部分

根據零件的工藝路線卡，確定每一步所需要的設備種類，制定每一道加工工序的加工要求、所需要的刀具夾具種類，對數控程序進行編寫；將以上內容上傳到服務中，組成組件庫的第二部分；

3.3?檢驗部分

按照零件訂單的要求，制定檢驗部分所需要進行檢驗的項目、需要的設備種類，確定零件的檢驗標準；將以上內容上傳到服務中，組成組件庫的第三部分；

3.4?物流部分

物流部分主要包括車間內設備的位置、物流小車的通訊要求；

3.5?軟件部分

孿生制造車間系統按模塊分為用戶管理部分、數據庫部分、數據預處理部分、數據可視化部分、基礎算法部分、OPC_UA服務器部分；用戶管理負責管理用戶信息，負責注冊、登錄；數據庫部分包括數據庫訪問、數據文件及訪問、數據備份及恢復、數據查詢、數據增刪；數據預處理部分有奇異值刪除、時間對齊、數據變換；數據可視化部分包括圖像圖表繪制、操作、存儲，車間實時狀態顯示；基礎算法部分包括基礎數學算法、數理統計算法、數據擬合算法；OPC_UA服務器部分包括通訊模塊、數據模塊、控制指令模塊；

步驟3：在服務注冊器中進行檢索，定位需要執行的服務，如果服務注冊器中存在所需要的服務，則提出服務申請，否則從組件庫中對調出服務，對服務進行實例化，添加到服務注冊器中，然后提出服務申請；

步驟4：組件庫中沒有用戶所提出請求的服務，無法進行重構操作，系統向用戶反饋該信息，由用戶決定是否進行替代、中止重構或向組件庫中添加新的服務；

步驟5：系統根據當前的服務執行能力、系統負荷以及服務狀態，判斷是否能夠立即執行服務，如果能夠立即執行，則執行步驟6，否則執行步驟7；

步驟6：根據從組件庫、服務注冊器中實例化的服務，按照組件組裝為構件，構件組成最終服務的順序，多次重構，實現孿生制造車間系統的重構；

步驟7：將用戶提出的服務請求放入到服務申請任務隊列中，等待系統的調度執行；當特定事件或者是消息到達時，觸發系統的調度服務，根據提前制定好的調度策略，從服務申請任務隊列中篩選出等級較高的服務申請，執行步驟6，然后將服務申請從任務隊列中刪除；如果任務隊列不為空，則重新執行步驟7；如果為空，則完成系統的重構；

步驟8：解決在系統重構過程中所遇到的所有異常情況，向用戶進行反饋。

2.根據權利要求1所述的面向服務的孿生制造車間系統重構方法，其特征在于，所述步驟1中的用戶身份包括三種，分別為管理人員、工程師以及工作人員，只有管理人員提出的系統服務重構請求是合法的。

3.根據權利要求1所述的面向服務的孿生制造車間系統重構方法，其特征在于，面向服務實現方式主要有六種主要的實體和操作，分別是服務Ser、服務提供者SerPro、契約Con、請求者SerReq、服務注冊器SerReg、操作Oper，SO=Ser,SerPro,Con,SerReq,SerReg,Oper；服務注冊器是服務的存儲庫，提供相關的查詢服務；服務請求者向服務注冊中心發起查詢請求，根據其反饋的信息尋找服務提供者；服務提供者接收來自服務請求者的請求，并根據契約執行請求；契約描述該服務的功能，包括服務的策略、服務協議和服務的接口；服務即孿生制造車間系統中的功能，具有獨立性。