面向对象的敏捷制造单元信息集成研究摩擦试验机

面向对象的敏捷制造单元信息集成研究

面向对象的敏捷制造单元信息集成研究 2011年12月09日 来源： 摘要　通过分析敏捷制造单元特性和信息集成要求，采用了实现制造资源信息搜索、交换和传递的基于代理技术的信息交换方法，提出采用面向对象的技术对制造资源进行划分和封装，构筑了面向对象的敏捷制造单元信息集成框架。

分类号TP391

1　引言

敏捷制造被称为21世纪的制造战略，其核心思想是建立能够对用户需求作出灵敏反应、市场竞争能力强的制造环境，使组织、管理、制造和销售等活动都具有敏捷特性。实现制造过程的敏捷性，需要使制造系统具有高的柔性和先进性，但敏捷制造系统不要求单一企业具有完备的柔性和先进的制造设备和技术，而要求企业所具有某方面的优势，敏捷制造利用不同企业的组合构造整体优化的生产环境。因此，在敏捷制造环境下，制造资源将不是由单一企业，而是由不同地域的不同企业的资源组成，这些不同的企业都有各自的特长和优势，它们以追求最大利益为目的，为共同的生产任务而结合，随着生产任务的完成而解体。在敏捷制造环境中，信息的集成、远程制造资源和本地资源的融合，是实现敏捷制造的基本保证。本文仅以制造环节中制造单元的信息集成为例，提出面向对象的信息集成方法，建立信息集成框架，为实现敏捷制造单元的组合和控制建立有效的信息模型和信息集成的实施方法。

2　敏捷制造单元的特性和信息集成要求

与传统制造系统相比，敏捷制造单元具有两个显著特性，一是构成制造单元的制造资源来自于不同的企业，它们可能采用不同的数据库，有各自的数据格式和储存方式，信息分布和异构的矛盾比任何形式的制造系统都更为突出；其二，敏捷制造单元随着生产任务的出现而存在，随着生产任务的完成而解体，系统动态重构的要求导致组成单元的制造资源存在不确定性。因此，敏捷制造单元的控制一方面需要对异构和分布的制造资源进行统一、协调的控制，以保证制造过程的优化；另一方面必须保持信息的相对独立和自治性，以利于系统的重组。　　敏捷制造对系统信息有很高的要求。虽然敏捷。广东省博士启动基金资助项目制造资源的实际控制不能够和本地资源一样细致到控制机床的每一个状态、零件的每一道工序，而是采用任务分配—验收的形式，控制环节由远程资源所在处的控制器实现。但是，敏捷制造单元的组合和优化控制决策要求具有详尽的远程制造资源信息，通过远程制造资源的抽象信息模型，采用虚拟控制技术，将本地和远程的制造资源统一控制和调度，采用虚实结合的控制方法，实现对敏捷制造单元整体的优化控制。因此，信息集成既要使不同企业之间的制造资源实现有效的融合、所有资源均匀可控，又要保证信息的独立性。　　在敏捷制造这样复杂的环境中，实现信息集成的任务十分艰巨，要求集成的数据模型，既要有丰富的语义，又要有较强的数据抽象机制。面向对象的技术是一种能够满足上述要求的信息建模方法。基于对象的数据模型既能够支持数据库系统，又支持非数据库系统和文件系统，允许定义新的类型和操作，语义丰富，支持抽象机制。通过面向对象的方法，将敏捷制造单元中远程制造信息和本地信息分别进行归类和封装，通过消息进行访问。

3面向对象的基本概念与特征

3.1对象的基本特征　　对象是一个独立存在的实体，是一个由信息及有关对它进行处理的描述所组成的模块。从外部内部状态，以及如何实现这些功能的细节都是“隐蔽”在模块内的。对象可以用一个三元（∑,M,A）来描述，其中∑放置对象的上下文，提供实体的信息和特征；M方法元组提供对象可能执行的动作；A属性元组提供依赖于状态的信息，通过返回对象当前某个属性值来向外界反映对象的当前状态，而通过改变对象的属性值来改变对象的状态。在敏捷制造单元中，我们主要采用面向结构的对象和面向行为的对象来描述制造资源。面向结构的对象把结构作为对象进行模型化和结构封装，允许基本操作直接作用于基本要素之上，如图1所示。面向结构的对象则将具有复杂结构的事物直接当作对象模型化，对此定义出一些固有的操作，所有实现方法上的细节都是对用户屏蔽的，实现结构和操作的封装。如图2所示。

图1　面向结构的对象

图2　面向结构的对象

3.2消息和方法　　消息是对某种对象处理的说明，方法是描述对象对消息的响应。对象之间要相互联系是通过传递消息来完成，消息就是通知对象去完成一个允许作用于该对象的

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