賀文雪

（山東省輕工工程學(xué)校，山東 青島 266000）

近年來(lái)，基于我國(guó)信息化水平的全面發(fā)展，制造行業(yè)的信息技術(shù)運(yùn)用也逐漸實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及服務(wù)化靠近，云計(jì)算理念廣泛深入到制造領(lǐng)域中，衍生出了云制造全新理念，云制造作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)化制造模式，其核心在于實(shí)現(xiàn)制造資源的網(wǎng)絡(luò)化經(jīng)營(yíng)與管理，為制造領(lǐng)域的全過(guò)程提供特色制造服務(wù)，其中包括實(shí)時(shí)獲取、按需求運(yùn)用、優(yōu)質(zhì)廉價(jià)和安全可靠的服務(wù)特點(diǎn)，云制造的理念充分展現(xiàn)出云計(jì)算和現(xiàn)代化制造模式的優(yōu)勢(shì)，充分展現(xiàn)出面向服務(wù)的制造理念，為資源共享以及高效化和低能耗的制造業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展道路。

此外，云制造還要對(duì)設(shè)備資源、人力資源、軟件資源和物流信息進(jìn)行全面整合，相比于云計(jì)算更為復(fù)雜，通過(guò)全面開(kāi)發(fā)和推行云制造服務(wù)平臺(tái)，也能夠呈現(xiàn)出發(fā)展的工作體系，在進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中提供良好的云服務(wù)，構(gòu)建完善的服務(wù)化工藝技術(shù)，解決集成技術(shù)問(wèn)題。

現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中數(shù)控加工已經(jīng)全面推行了自動(dòng)化、高效化和柔性加工理念，對(duì)靈活多變的數(shù)控加工和高精度零部件的制造起到良好的經(jīng)營(yíng)效果。為此，以下針對(duì)數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)和技術(shù)展開(kāi)分析，探討數(shù)控加工中云服務(wù)的功能和作用，探討數(shù)控加工云服務(wù)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)。

1 云制造與云服務(wù)

針對(duì)云制造而言，它是基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)制造后所產(chǎn)生出來(lái)的一個(gè)嶄新的制造業(yè)形式，其核心理念也仍然屬于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)制造理念，但是這種云制造與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)制造還是有著一定的差異，重點(diǎn)區(qū)別就是云制造中在傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)制造模式基礎(chǔ)上，還加入了服務(wù)計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)等新服務(wù)，使得云制造相對(duì)于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)制造業(yè)來(lái)說(shuō)更為靈活，并體現(xiàn)出了超強(qiáng)的可擴(kuò)展性和伸縮性，而經(jīng)過(guò)近年來(lái)的調(diào)研對(duì)比證明，云制造業(yè)務(wù)即是在云技術(shù)下產(chǎn)生出來(lái)的新制造業(yè)業(yè)務(wù)，利用云業(yè)務(wù)就可以進(jìn)行對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的全方位集成，滿足新時(shí)代下用戶的多元化制造服務(wù)要求。

從廣義層面來(lái)看，云制造的內(nèi)容主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真、產(chǎn)品制造工藝、裝配和加工、產(chǎn)品檢驗(yàn)、產(chǎn)品運(yùn)輸、供應(yīng)鏈以及維護(hù)保養(yǎng)，關(guān)系整個(gè)產(chǎn)品的生命周期。倘若對(duì)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)圖制造零件的每一個(gè)環(huán)節(jié)的資源和制造工藝都進(jìn)行描述，在相應(yīng)的領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)的支持下，實(shí)現(xiàn)有效的虛擬化封裝，同時(shí)可以形成云服務(wù)。通過(guò)海量云服務(wù)根據(jù)提前的規(guī)則進(jìn)行聚合，就構(gòu)建了云服務(wù)資源庫(kù)，又稱之為制造云，這樣就能夠?yàn)榭蛻魩?lái)開(kāi)發(fā)、透明和需求使用的服務(wù)體驗(yàn)。此外，云制造服務(wù)平臺(tái)也能夠展現(xiàn)出強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)性與靈活性特點(diǎn)，能夠通過(guò)平臺(tái)對(duì)整個(gè)制造云服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一化管理，所以，云制造也可以看作多項(xiàng)云服務(wù)的集合體，云服務(wù)展現(xiàn)出一種全新的需求驅(qū)動(dòng)化服務(wù)體系，讓用戶不需要直接與每個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。

2 數(shù)控加工云服務(wù)

2.1 基本原理

數(shù)控加工主要是通過(guò)數(shù)控機(jī)床來(lái)完成各個(gè)零部件的加工。在云制造理念下，其根本目的就是通過(guò)提供各種數(shù)控工藝服務(wù)，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)和仿真服務(wù)共同形成生產(chǎn)云，并基于此面向生產(chǎn)的全過(guò)程提供多樣化服務(wù)。在云加工理念的支撐下，數(shù)控加工資源服務(wù)提供者、資源使用者與運(yùn)營(yíng)者之間都是用戶的知識(shí)庫(kù)，將它們共同組織為一種有機(jī)集合體。在其中，資源運(yùn)營(yíng)者負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)作出合理規(guī)劃，并共同構(gòu)建開(kāi)放的業(yè)務(wù)環(huán)境和經(jīng)營(yíng)模式，而資源服務(wù)提供者則要通過(guò)整個(gè)服務(wù)系統(tǒng)，利用自身生產(chǎn)資源與加工能力之間的云端連接，提供完整的數(shù)控加工服務(wù)，而資源使用者也可以通過(guò)需要的付費(fèi)方式來(lái)獲取數(shù)控加工服務(wù)，因此當(dāng)資源使用者要求對(duì)某一個(gè)零部件進(jìn)行加工時(shí)，就可向云端服務(wù)平臺(tái)直接發(fā)出要求，而云付服務(wù)在運(yùn)用中就能夠根據(jù)接收到的要求，實(shí)現(xiàn)云調(diào)度，同時(shí)完成生產(chǎn)與加工任務(wù)，并將其配送給終端用戶。

2.2 云服務(wù)化關(guān)鍵問(wèn)題

云業(yè)務(wù)的產(chǎn)生過(guò)程是根據(jù)生產(chǎn)資源和加工能力而進(jìn)行的業(yè)務(wù)模型設(shè)計(jì)，在云制造背景下，生產(chǎn)資源一般存在著明顯的動(dòng)態(tài)性、分散化、異構(gòu)特性和自治性等特征，在云業(yè)務(wù)處理過(guò)程中，需要對(duì)大量的共性問(wèn)題加以處理，包括對(duì)資源的感知和虛擬連接，同時(shí)還要對(duì)服務(wù)化封裝服務(wù)，從而具體到數(shù)控工藝生產(chǎn)的云業(yè)務(wù)，一般情況下還包含數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工，同時(shí)也包含工藝設(shè)計(jì)和仿真校對(duì)等工作，但無(wú)論是哪一種技術(shù)的管理都十分復(fù)雜，所以除了云服務(wù)共性問(wèn)題外，必須充分考慮該領(lǐng)域的特殊性。

為了組建面向數(shù)控機(jī)床的云制造服務(wù)，首先要整合各類以數(shù)控機(jī)床為核心的硬件資源，其中包括數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控加工平臺(tái)、數(shù)控車床以及數(shù)控鏜床，另外也包括一些特種加工設(shè)備，例如線切割機(jī)床、電火花加工機(jī)床以及火焰切割機(jī)，這些數(shù)控機(jī)床雖然同屬于一類設(shè)備，但是在精度、控制模式、操作、功能以及樣式上都存在較大的差別，隨著各類數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，如果沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，就無(wú)法有效地進(jìn)行集中整合。其次，數(shù)控機(jī)床作為加工的核心設(shè)備，數(shù)控機(jī)床提供的服務(wù)和工裝、用戶操作和工藝等服務(wù)，特別是一些高精尖機(jī)床，它的制造能力不僅僅受到硬件設(shè)備的影響，更重要的是軟件工藝與知識(shí)，都在不同程度上影響著制造能力，這些知識(shí)的表達(dá)與存儲(chǔ)都存在較大的差別，比如手冊(cè)形式工藝和說(shuō)明書(shū)形式的參數(shù)等，所以，科學(xué)構(gòu)建知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)云服務(wù)化的關(guān)鍵。

3 數(shù)控加工云服務(wù)平臺(tái)

基于數(shù)控加工和云服務(wù)的有效融合，通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)的原理來(lái)看，云服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建主要包括資源經(jīng)營(yíng)者、使用者和擁有者，而其中經(jīng)營(yíng)者主要負(fù)責(zé)為二者提供各項(xiàng)服務(wù)，資源的使用者負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建，并為用戶提供各項(xiàng)資源，資源使用者能夠結(jié)合不同的資源數(shù)據(jù)，滿足用戶的技術(shù)需求，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)交流和傳播。

3.1 數(shù)控加工云服務(wù)平臺(tái)的功能與結(jié)構(gòu)

數(shù)字控制加工的業(yè)務(wù)主要分為基礎(chǔ)級(jí)、應(yīng)用級(jí)、集成層，其中基礎(chǔ)層主要是包含了數(shù)控車床的工藝技術(shù)、機(jī)械特征數(shù)據(jù)和兼容性數(shù)據(jù)，而應(yīng)用級(jí)則主要承擔(dān)了集成復(fù)雜控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理云業(yè)務(wù)以及用戶數(shù)據(jù)管理服務(wù)等職責(zé)，但一般也會(huì)把應(yīng)用級(jí)技術(shù)運(yùn)用在大規(guī)模的加工行業(yè)中。集成層主要由業(yè)務(wù)集成與數(shù)據(jù)管理接口平臺(tái)所組成，它負(fù)責(zé)管理企業(yè)各個(gè)部位的加工工具和制造資源，并通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行資源整合，并把技術(shù)與資料傳遞給使用者。

3.2 數(shù)控加工云服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行原理

針對(duì)數(shù)控加工云服務(wù)系統(tǒng)的工作原理而言，主要是通過(guò)向用戶提交加工技術(shù)要求為開(kāi)始，通過(guò)云服務(wù)系統(tǒng)根據(jù)用戶所提供的數(shù)控加工技術(shù)相關(guān)需求資料進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，同時(shí)在平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)對(duì)用戶的加工需要資料進(jìn)行全面匹配，然后再與用戶進(jìn)行溝通，篩選用戶感興趣的數(shù)控加工技能，同時(shí)使用戶利用云服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源學(xué)習(xí)，從而迅速并有效地投身零部件機(jī)械加工中，進(jìn)一步提升數(shù)控加工生產(chǎn)的技術(shù)水平。

3.3 數(shù)控加工云服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用方式

對(duì)于數(shù)控加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)的有效構(gòu)建，能夠結(jié)合用戶的實(shí)際技術(shù)需求，為其提供精準(zhǔn)的數(shù)控工藝建設(shè)，從而有效地實(shí)現(xiàn)制造領(lǐng)域的實(shí)際需求，通過(guò)面向云平臺(tái)的數(shù)控加工服務(wù)工件，還要結(jié)合模塊化的任務(wù)承包以及自用工藝情況，用戶就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控加工資源的合理運(yùn)用，在運(yùn)用云平臺(tái)的數(shù)據(jù)后可以自行返還資源給平臺(tái)。該平臺(tái)的服務(wù)能力較強(qiáng)，可以提供不同形式的服務(wù)，更好的滿足客戶的需求。在平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以根據(jù)用戶需求以多種靈活的方式提供服務(wù)。具體而言，這些服務(wù)主要包括以下幾點(diǎn)：首先，平臺(tái)可以提供任務(wù)承包方面的服務(wù)。在這種服務(wù)模式下，資源方采用承包的方式，直接完成相關(guān)的加工任務(wù)。這里所指的資源方比較靈活，可以由具備相應(yīng)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)來(lái)承包，也可以根據(jù)加工任務(wù)的復(fù)雜程度，由多個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合，共同完成相關(guān)的加工任務(wù)。在這種服務(wù)模式下，有助于資源的整合，并且可以確保承包方的能力，進(jìn)而更好地提供加工服務(wù)。與此同時(shí)，在這種模式下，平臺(tái)經(jīng)營(yíng)者則發(fā)揮著橋梁與紐帶的作用，同時(shí)也要對(duì)承包與加工過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)督，確保加工任務(wù)能夠順利完成。而其他的相關(guān)加工任務(wù)與責(zé)任則需要由承包方負(fù)責(zé)，由此可見(jiàn)，借助這種方式，平臺(tái)經(jīng)營(yíng)者的工作相對(duì)更加輕松，并且承擔(dān)的責(zé)任更少。其次，資源租賃模式。所謂的資源租賃，其中資源主要包括軟資源與硬資源兩種，而資源租賃則更多的是指硬件資源的租賃。其中包括物料資源的租賃以及設(shè)備資源的租賃等。用戶只需通過(guò)平臺(tái)，并付出相應(yīng)的報(bào)酬便可以使用這些硬資源，完成數(shù)控加工任務(wù)。由于這種租賃模式屬于低層次的云服務(wù)活動(dòng)，因此通常情況下只能進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的加工，而針對(duì)數(shù)控加工則需要借助相關(guān)的數(shù)控設(shè)備，因此用戶難以借助普通設(shè)備來(lái)完成相應(yīng)的加工任務(wù)。這使得資源租賃模式的應(yīng)用會(huì)在一定程度上受到限制和制約。除此之外，資源租賃中也可以進(jìn)行軟資源的租賃，如各種應(yīng)用軟件的租賃、知識(shí)資源的租賃等。軟資源的租賃，首先要對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行虛擬資源服務(wù)化，然后再由平臺(tái)負(fù)責(zé)監(jiān)管，用戶可以在付出相應(yīng)的報(bào)酬的基礎(chǔ)上，借助平臺(tái)調(diào)用相關(guān)資源。再次，制造能力提供模式。對(duì)于數(shù)控加工而言，對(duì)制造能力要求較高，所謂制造能力不僅僅局限于機(jī)床操作能力以及加工管理能力，同時(shí)還包括工藝規(guī)劃能力以及數(shù)控編程能力等，只有具備以上能力才能更好地完成數(shù)控加工任務(wù)。由于部分用戶并不具備相應(yīng)的能力，因此平臺(tái)可以為其提供制造能力租賃，用戶在付出相應(yīng)報(bào)酬的基礎(chǔ)上，便可以通過(guò)平臺(tái)獲取相關(guān)的能力支持。制造能力提供者具有多元化的特點(diǎn)，既可以是平臺(tái)經(jīng)營(yíng)管理者，也可以是資源提供者，還可以是相關(guān)機(jī)構(gòu)或者個(gè)人。以機(jī)構(gòu)為例，借助機(jī)構(gòu)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)平臺(tái)向用戶提供相應(yīng)的能力支持，最終保障數(shù)控加工任務(wù)的順利完成。

4 云制造數(shù)控加工服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)數(shù)控加工而言，由于其已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的加工過(guò)程，為了能夠讓使用者更為清晰地了解整個(gè)工藝程序，并獲取大數(shù)據(jù)加工技術(shù)，人們正在不斷研發(fā)著數(shù)控加工云服務(wù)，為人們創(chuàng)造完善的資源平臺(tái)，由于數(shù)控加工服務(wù)主要包括了各虛擬接口、資源感知技術(shù)和服務(wù)化封裝等內(nèi)容，但同時(shí)也具有藝術(shù)設(shè)計(jì)與數(shù)控編程，所以數(shù)控加工云服務(wù)為了把這些技術(shù)和內(nèi)容更加全面的展示開(kāi)來(lái)，就需要解決如下關(guān)鍵性的服務(wù)要求。其一，為了保證云服務(wù)提供技術(shù)信息和與實(shí)際的工藝環(huán)節(jié)一致，資源擁有者必須深入實(shí)際工藝環(huán)節(jié)中，了解數(shù)控機(jī)床的硬件結(jié)構(gòu)和類型及整個(gè)數(shù)控加工技術(shù)。其二，云服務(wù)平臺(tái)也要在提高數(shù)控設(shè)備操作人員操作能力的基礎(chǔ)上，全面掌握數(shù)控機(jī)床的軟件兼容性和使用性能，在服務(wù)平臺(tái)上為用戶展示數(shù)控機(jī)床設(shè)備的操作流程和軟件結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)實(shí)際操作過(guò)程中全面創(chuàng)新，以此來(lái)提高數(shù)控加工效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，制造業(yè)也實(shí)現(xiàn)了大力發(fā)展，給人們的生產(chǎn)和生活帶去了極大的便利，同時(shí)也滿足人們多元化需求?；谥圃煨袠I(yè)的發(fā)展和零部件加工來(lái)說(shuō)，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的，為了能夠有效提高當(dāng)前的數(shù)控加工技術(shù)，在現(xiàn)代云計(jì)算理念和信息化技術(shù)的幫助下，人們已經(jīng)全面推行了云生產(chǎn)理念，并在數(shù)控加工中取得了不錯(cuò)的成效，同時(shí)通過(guò)云生產(chǎn)加工服務(wù)的提供，也充分展示出了網(wǎng)絡(luò)加工云平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)越性，給人們帶來(lái)了完善的數(shù)控加工技能展示與指導(dǎo)，從而帶動(dòng)了數(shù)控加工技術(shù)的全面升級(jí)，數(shù)控加工云服務(wù)的資源擁有者和資源用戶可以在實(shí)際加工中，進(jìn)一步熟悉數(shù)字控制生產(chǎn)加工的各個(gè)環(huán)節(jié)，并且可以對(duì)數(shù)控機(jī)床的種類、功能和操作參數(shù)等加以了解，從而確保通過(guò)云平臺(tái)提供高質(zhì)量的技術(shù)咨詢服務(wù)，進(jìn)而提升了數(shù)控加工的高效性。