基于PaaS模式的机床区域网络协同制造服务平台建设研究.pdf

45 Vol.40,No.1January,2024第 40 卷第 1 期2024 年 1 月IT REPORT0 引言随着工业 4.0 时代的到来，我国制造业正朝着智能化、数字化的方向发展。在现代制造过程中，由于各企业之间的信息不对称和数据共享问题严重制约了生产效率提升和产品质量控制等工作。因此，如何实现机床产业链及关联产业的企业的资源共享与协作成为当前亟待解决的问题之一。本文以 PaaS 模式的机床区域协同制造服务平台为研究对象,在机床制造企业信息化建设需求进行系统梳理、分析后,结合企业实际应用场景，构建了一套适用于机床行业集群化企业的区域协同制造服务平台模型。该系统将服务机构及机床产业链及关联产业的企业结合起来形成一种新机制。基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台建设研究郭海宁，高瑜雄，姜亮（中国机械总院集团云南分院有限公司，云南昆明650000）摘要：本文根据机床行业企业特点，通过研究分析机床制造企业信息化建设需求，结合企业实际应用场景，提出一种基于 PaaS 模式的机床区域网协同制造服务平台构建方法论，并针对该方法论进行详细阐述。首先，从系统架构角度出发介绍平台架构基本原理及特点；其次，从技术层面提出基于 PaaS 模式的机床区域网协同制造服务平台的具体设计方案；最后，在应用层面简单阐述平台运营模式。关键词：PaaS 模式；机床；区域网络协同制造；协同制造服务平台中图分类号：TG659；TP311.13文献标志码：A文章编号：1672-4739（2024）01-0045-03Research on the Construction of Machine Tool Network Collaborative Manufacturing Platform Based on PaaS ModelGUO Haining，GAO Yuxiong，JIANG Liang（Yunnan Branch of China Academy of Machinery Co.,Ltd.,Kunming 650000,China）Abstract：This article,based on the characteristics of the machine tool industry,studies and analyzes the information construction needs of machine tool manufacturing enterprises.Taking into account the practical application scenarios of enterprises,a methodology for constructing a machine tool regional network collaborative manufacturing service platform based on the PaaS model is proposed,and detailed explanations are given for this methodology.Firstly,the basic principles and characteristics of the platform architecture are introduced from the perspective of system architecture.Secondly,specific design schemes for the machine tool regional network collaborative manufacturing service platform based on the PaaS model are proposed at the technical level.Finally,the operational mode of the platform is briefly described at the application level.Keywords：PaaS model；machine tools；regional network collaborative manufacturing；collaborative manufacturing service platform1 基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台总体架构数控机床是制造业的基础,广泛应用于制造业的各个行业,包括国防军工、石油化工、汽车产业以及其他工业制造相关领域。我国高端机床制造由于信息化程度不够高,而且缺乏相应的支撑平台，产业协同方面相对落后。1机床制造企业信息化建设主要面向研发设计、生产制造、经营管理、市场营销、产业链上下游管理等过程，这不仅包括使用物联网来实现工厂内部的各种资源，如信息系统、智能设备和产品等的集成和网络连接，而且包括利用互联网、云计算等新技术，以实现跨企业、跨行业、跨地区的网络协作制造。2同时，通过大数据分析挖掘技术，我们可以实现智能产品的升级、远程诊断和预测维护等智能服务，并将分析结果反馈到产品设计、开发和生产优化中，实现产品全生命周期的管理。为了在激烈的市场竞争中获得优势地位，机床制造公司不能仅依赖自身的资源能力，而需要实施全产业链协同收稿日期：2023-12-11作者简介：郭海宁（1983.7-），男，汉族，辽宁沈阳人，高级工程师，本科，研究方向：企业信息管理、工业软件开发。46 Vol.40,No.1January,2024第 40 卷第 1 期2024 年 1 月IT REPORT策略，包括供应商、制造者、分销者、消费者等各环节。3以及时制造策略为例，公司需采集市场需求的实时数据，并实现与上游原材料供应商信息系统的无缝对接，同时也要与下游分销商的信息系统实现对接，以确保产业链内信息的畅通无阻。进一步的，还需要在产业链内部构建网络协同制造的集成平台等措施，以总体提升产业链的信息化程度。4基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台的总体架构是为了更好地解决机床产业链及关联产业的企业在信息共享和数据交换方面存在的问题，围绕企业在生产制造、供应链、企业管理的核心需求，提高生产效率和产品质量控制水平。5PaaS 模式的核心是在网络结构中建立起虚拟企业,并对其进行管理和服务。它主要由三个部分组成:管理层。管理层即公司内部高层管理人员、部门经理以及业务骨干等；客户/供应商 客户或供应商就是提供产品及原材料的需求方,他们为获得订单而向上游供应链上下游销售商采购所需材料及零部件；同时也是在该平台发布信息并与外部其他企业共享资源来满足其自身利益最大化和利润最大化。6该平台的总体架构主要包括以下几个层面：数据资源层、平台门户层、应用层。数据资源层主要负责收集、存储和管理各类数据，包括涵盖了设计资源、仿真资源、生产资源、试验资源、集成资源、能力资源以及管理资源等。通过采集和处理这些数据资源，可以为各级管理人员提供参考依据，帮助其做出更准确的决策。平台层是整个平台的核心部分，主要包括数据处理、数据分析和数据交换等功能。其中，数据处理模块用于对数据进行预处理和清洗，将原始数据转化为可用的数据；数据分析模块通过运用各种数据分析算法，提取出有价值的信息和规律；数据交换模块则负责数据的传输和共享，确保各方能够及时获取到所需的数据。应用层是基于平台的各类应用程序，包括生产计划管理、设备管理、质量管理等。这些应用程序可以根据用户需求进行定制，并且可以与平台层的数据进行交互，实现协同工作。2 基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台系统功能通过对机床产业生产相关流程及其特点进行分析，基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台的系统包括以下几个功能：1）生产管理模块生产管理模块是整个平台的核心功能模块之一，其主要功能是对机床区域网络协同制造过程中的任务进行管理和调度。该模块能够实现任务的分配、调度和监控，确保任务的顺利执行。2）供应链管理模块供应链管理模块是实现机床区域网络协同制造的关键环节之一。该模块能够实现对供应链关键节点的管理和协调，确保物料供应的及时和稳定。3）质量管理模块质量管理模块是为了保证机床区域网络协同制造中产品质量而设计的。该模块能够实现产品质量的监控和管理，提高产品质量的稳定性和一致性。4）数据管理模块数据管理模块负责对机床区域网络协同制造中产生的数据进行管理和存储。该模块能够实现数据的采集、存储和处理，为其他模块提供数据支持。5）资源管理模块资源管理模块是实现机床区域网络协同制造的另一个重要功能模块。该模块能够对机床资源进行管理和调度，实现资源的高效利用。6）数据分析模块数据分析模块是为了对机床区域网络协同制造中的数据进行分析和挖掘，提供决策支持。该模块能够实现数据的可视化分析和统计，帮助用户进行决策和优化。图1 基于 Paas 模式的区域网络协同制造平台应用模式 47 Vol.40,No.1January,2024第 40 卷第 1 期2024 年 1 月IT REPORT3 基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台运行模式平台采用了 PaaS 模式，采用公有云方式，使用户可以更加便捷地将自己的应用程序部署到平台上，并享受平台提供的各种功能和服务。而且平台支持多租户的部署方式，不同用户可以在同一平台上独立运行自己的应用程序，互不干扰。平台具备良好的可扩展性和灵活性，可以根据用户需求进行定制，满足不同用户的特殊要求。74 结论基于 PaaS 模式的机床区域网络协同制造服务平台的建设技术研究，对促进机床相关企业制造业转型升级具有重要意义。在平台架构设计、数据共享与协同、安全与隐私保护等方面的关键技术上不断创新和完善，将为实现区域网络协同制造的高效运作和企业合作提供有力支持。只有不断深化研究，使 PaaS 模式的区域网络协同制造服务平台建设技术更加成熟和完善，才能更好地服务于制造业的发展和升级。参考文献：1 石硕,林喜军,于树松.面向数控机床产业集群区域网络协同制造的信息共享安全机制J.制造业自动化,2021,43(10):131-133.2邓琎,叶愈,高瑜雄.数控机床网络协同制造平台与 PLM 系统集成应用模式研究J.数码设计,2020:1.3李贝,韩伟,田宇航等.拖拉机制造业网络协同制造发展模式研究J.农业与技术,2022,42(17):135-139.4纪妍,吴锋.复杂重型装备网络协同平台服务模式研究J.重型机械,2021,(01):1-7.5杨献磊.基于星型网络的多厂所协同研制平台关键技术J.中国高新科技,2020,(16):118-119.6高济,吕何新,金智勇,徐萍.SNMG:宏观调控协同制造过 程的应 用架构 模 式J.计 算 机 辅助 设 计与图形 学 学报,2019:668-680.7刘永奎,王力翚,王曦等.云制造再探讨J.中国机械工程,2018,29(18):2226-2237.图 2 平台功能架构图 3 Paas 平台运行模式