面向云制造的数控加工服务关键技术

贺文雪

（山东省轻工工程学校，山东 青岛 266000）

近年来，基于我国信息化水平的全面发展，制造行业的信息技术运用也逐渐实现智能化、网络化以及服务化靠近，云计算理念广泛深入到制造领域中，衍生出了云制造全新理念，云制造作为一种全新的网络化制造模式，其核心在于实现制造资源的网络化经营与管理，为制造领域的全过程提供特色制造服务，其中包括实时获取、按需求运用、优质廉价和安全可靠的服务特点，云制造的理念充分展现出云计算和现代化制造模式的优势，充分展现出面向服务的制造理念，为资源共享以及高效化和低能耗的制造业带来全新的发展道路。

此外，云制造还要对设备资源、人力资源、软件资源和物流信息进行全面整合，相比于云计算更为复杂，通过全面开发和推行云制造服务平台，也能够呈现出发展的工作体系，在进行复杂产品的设计与加工过程中提供良好的云服务，构建完善的服务化工艺技术，解决集成技术问题。

现代机械制造行业中数控加工已经全面推行了自动化、高效化和柔性加工理念，对灵活多变的数控加工和高精度零部件的制造起到良好的经营效果。为此，以下针对数控加工的工艺特点和技术展开分析，探讨数控加工中云服务的功能和作用，探讨数控加工云服务的实现关键技术。

1 云制造与云服务

针对云制造而言，它是基于传统互联网制造后所产生出来的一个崭新的制造业形式，其核心理念也仍然属于传统互联网制造理念，但是这种云制造与传统的互联网制造还是有着一定的差异，重点区别就是云制造中在传统的互联网制造模式基础上，还加入了服务计算、物联网技术以及云计算技术等新服务，使得云制造相对于传统互联网制造业来说更为灵活，并体现出了超强的可扩展性和伸缩性，而经过近年来的调研对比证明，云制造业务即是在云技术下产生出来的新制造业业务，利用云业务就可以进行对企业生产的全方位集成，满足新时代下用户的多元化制造服务要求。

从广义层面来看，云制造的内容主要包括产品设计、仿真、产品制造工艺、装配和加工、产品检验、产品运输、供应链以及维护保养，关系整个产品的生命周期。倘若对产品从设计图制造零件的每一个环节的资源和制造工艺都进行描述，在相应的领域知识库的支持下，实现有效的虚拟化封装，同时可以形成云服务。通过海量云服务根据提前的规则进行聚合，就构建了云服务资源库，又称之为制造云，这样就能够为客户带来开发、透明和需求使用的服务体验。此外，云制造服务平台也能够展现出强大的动态性与灵活性特点，能够通过平台对整个制造云服务进行统一化管理，所以，云制造也可以看作多项云服务的集合体，云服务展现出一种全新的需求驱动化服务体系，让用户不需要直接与每个服务节点进行交互。

2 数控加工云服务

2.1 基本原理

数控加工主要是通过数控机床来完成各个零部件的加工。在云制造理念下，其根本目的就是通过提供各种数控工艺服务，与产品设计服务和仿真服务共同形成生产云，并基于此面向生产的全过程提供多样化服务。在云加工理念的支撑下，数控加工资源服务提供者、资源使用者与运营者之间都是用户的知识库，将它们共同组织为一种有机集合体。在其中，资源运营者负责对整个业务系统作出合理规划，并共同构建开放的业务环境和经营模式，而资源服务提供者则要通过整个服务系统，利用自身生产资源与加工能力之间的云端连接，提供完整的数控加工服务，而资源使用者也可以通过需要的付费方式来获取数控加工服务，因此当资源使用者要求对某一个零部件进行加工时，就可向云端服务平台直接发出要求，而云付服务在运用中就能够根据接收到的要求，实现云调度，同时完成生产与加工任务，并将其配送给终端用户。

2.2 云服务化关键问题

云业务的产生过程是根据生产资源和加工能力而进行的业务模型设计，在云制造背景下，生产资源一般存在着明显的动态性、分散化、异构特性和自治性等特征，在云业务处理过程中，需要对大量的共性问题加以处理，包括对资源的感知和虚拟连接，同时还要对服务化封装服务，从而具体到数控工艺生产的云业务，一般情况下还包含数控机床的实际加工，同时也包含工艺设计和仿真校对等工作，但无论是哪一种技术的管理都十分复杂，所以除了云服务共性问题外，必须充分考虑该领域的特殊性。

为了组建面向数控机床的云制造服务，首先要整合各类以数控机床为核心的硬件资源，其中包括数控铣床、数控磨床、数控加工平台、数控车床以及数控镗床，另外也包括一些特种加工设备，例如线切割机床、电火花加工机床以及火焰切割机，这些数控机床虽然同属于一类设备，但是在精度、控制模式、操作、功能以及样式上都存在较大的差别，随着各类数控机床的应用，如果没有统一的数据规范，就无法有效地进行集中整合。其次，数控机床作为加工的核心设备，数控机床提供的服务和工装、用户操作和工艺等服务，特别是一些高精尖机床，它的制造能力不仅仅受到硬件设备的影响，更重要的是软件工艺与知识，都在不同程度上影响着制造能力，这些知识的表达与存储都存在较大的差别，比如手册形式工艺和说明书形式的参数等，所以，科学构建知识数据库是实现云服务化的关键。

3 数控加工云服务平台

基于数控加工和云服务的有效融合，通过云服务平台的原理来看，云服务平台的构建主要包括资源经营者、使用者和拥有者，而其中经营者主要负责为二者提供各项服务，资源的使用者负责数据平台的搭建，并为用户提供各项资源，资源使用者能够结合不同的资源数据，满足用户的技术需求，同时利用网络化平台实现技术交流和传播。

3.1 数控加工云服务平台的功能与结构

数字控制加工的业务主要分为基础级、应用级、集成层，其中基础层主要是包含了数控车床的工艺技术、机械特征数据和兼容性数据，而应用级则主要承担了集成复杂控制系统、数据管理云业务以及用户数据管理服务等职责，但一般也会把应用级技术运用在大规模的加工行业中。集成层主要由业务集成与数据管理接口平台所组成，它负责管理企业各个部位的加工工具和制造资源，并通过云服务平台进行资源整合，并把技术与资料传递给使用者。

3.2 数控加工云服务平台的运行原理

针对数控加工云服务系统的工作原理而言，主要是通过向用户提交加工技术要求为开始，通过云服务系统根据用户所提供的数控加工技术相关需求资料进行大数据分析，同时在平台数据库内对用户的加工需要资料进行全面匹配，然后再与用户进行沟通，筛选用户感兴趣的数控加工技能，同时使用户利用云服务系统实现资源学习，从而迅速并有效地投身零部件机械加工中，进一步提升数控加工生产的技术水平。

3.3 数控加工云服务平台的应用方式

对于数控加工生产环节来说，通过云服务平台的有效构建，能够结合用户的实际技术需求，为其提供精准的数控工艺建设，从而有效地实现制造领域的实际需求，通过面向云平台的数控加工服务工件，还要结合模块化的任务承包以及自用工艺情况，用户就能够实现数控加工资源的合理运用，在运用云平台的数据后可以自行返还资源给平台。该平台的服务能力较强，可以提供不同形式的服务，更好的满足客户的需求。在平台的实际应用过程中，可以根据用户需求以多种灵活的方式提供服务。具体而言，这些服务主要包括以下几点：首先，平台可以提供任务承包方面的服务。在这种服务模式下，资源方采用承包的方式，直接完成相关的加工任务。这里所指的资源方比较灵活，可以由具备相应资质的机构来承包，也可以根据加工任务的复杂程度，由多个结构进行联合，共同完成相关的加工任务。在这种服务模式下，有助于资源的整合，并且可以确保承包方的能力，进而更好地提供加工服务。与此同时，在这种模式下，平台经营者则发挥着桥梁与纽带的作用，同时也要对承包与加工过程进行相应的监督，确保加工任务能够顺利完成。而其他的相关加工任务与责任则需要由承包方负责，由此可见，借助这种方式，平台经营者的工作相对更加轻松，并且承担的责任更少。其次，资源租赁模式。所谓的资源租赁，其中资源主要包括软资源与硬资源两种，而资源租赁则更多的是指硬件资源的租赁。其中包括物料资源的租赁以及设备资源的租赁等。用户只需通过平台，并付出相应的报酬便可以使用这些硬资源，完成数控加工任务。由于这种租赁模式属于低层次的云服务活动，因此通常情况下只能进行相对简单的加工，而针对数控加工则需要借助相关的数控设备，因此用户难以借助普通设备来完成相应的加工任务。这使得资源租赁模式的应用会在一定程度上受到限制和制约。除此之外，资源租赁中也可以进行软资源的租赁，如各种应用软件的租赁、知识资源的租赁等。软资源的租赁，首先要对相关资源进行虚拟资源服务化，然后再由平台负责监管，用户可以在付出相应的报酬的基础上，借助平台调用相关资源。再次，制造能力提供模式。对于数控加工而言，对制造能力要求较高，所谓制造能力不仅仅局限于机床操作能力以及加工管理能力，同时还包括工艺规划能力以及数控编程能力等，只有具备以上能力才能更好地完成数控加工任务。由于部分用户并不具备相应的能力，因此平台可以为其提供制造能力租赁，用户在付出相应报酬的基础上，便可以通过平台获取相关的能力支持。制造能力提供者具有多元化的特点，既可以是平台经营管理者，也可以是资源提供者，还可以是相关机构或者个人。以机构为例，借助机构自身的技术优势，通过平台向用户提供相应的能力支持，最终保障数控加工任务的顺利完成。

4 云制造数控加工服务关键技术

对数控加工而言，由于其已经成为一个相当复杂的加工过程，为了能够让使用者更为清晰地了解整个工艺程序，并获取大数据加工技术，人们正在不断研发着数控加工云服务，为人们创造完善的资源平台，由于数控加工服务主要包括了各虚拟接口、资源感知技术和服务化封装等内容，但同时也具有艺术设计与数控编程，所以数控加工云服务为了把这些技术和内容更加全面的展示开来，就需要解决如下关键性的服务要求。其一，为了保证云服务提供技术信息和与实际的工艺环节一致，资源拥有者必须深入实际工艺环节中，了解数控机床的硬件结构和类型及整个数控加工技术。其二，云服务平台也要在提高数控设备操作人员操作能力的基础上，全面掌握数控机床的软件兼容性和使用性能，在服务平台上为用户展示数控机床设备的操作流程和软件结构，鼓励实际操作过程中全面创新，以此来提高数控加工效率。

5 结语

综上所述，随着我国社会经济水平的不断提高，制造业也实现了大力发展，给人们的生产和生活带去了极大的便利，同时也满足人们多元化需求。基于制造行业的发展和零部件加工来说，数控加工技术的应用是必不可少的，为了能够有效提高当前的数控加工技术，在现代云计算理念和信息化技术的帮助下，人们已经全面推行了云生产理念，并在数控加工中取得了不错的成效，同时通过云生产加工服务的提供，也充分展示出了网络加工云平台的技术优越性，给人们带来了完善的数控加工技能展示与指导，从而带动了数控加工技术的全面升级，数控加工云服务的资源拥有者和资源用户可以在实际加工中，进一步熟悉数字控制生产加工的各个环节，并且可以对数控机床的种类、功能和操作参数等加以了解，从而确保通过云平台提供高质量的技术咨询服务，进而提升了数控加工的高效性。