机械制造及其自动化专业优秀论文机械制造及其自动化专业优秀论文 网络化制造与网络化制造与 STEP-NCSTEP-NC 技术研技术研究究关键词：网络化制造关键词：网络化制造 STEP-NCSTEP-NC 程序程序 数控系统数控系统 信息处理信息处理 解释器解释器摘要：现代制造业正朝向网络化、全球化、智能化等方向发展，因而以网络化 制造手段来改造制造企业，使企业能快速响应市场，尽可能的满足个性化市场 的需求，是现代制造业必须面临的课题。网络化制造正是在这种背景下产生的， 网络化制造是在网络环境下对计算机集成制造、智能制造、敏捷制造等先进制 造模式与技术的综合、深化与实现，并将随着各种先进制造技术和信息技术的 发展而发展。网络化制造是经济全球化和信息革命时代的必然产物，是网络经 济时代先进制造技术和网络技术相结合的必然结果。 STEP-NC 是近年来欧、 美、韩等工业发达国家面向现代计算机数控系统提出的一种新的数据接口规范， 用以取代沿用已久的 ISO 6983(G 代码)。迄今已完成了部分标准化工作并形成 了新的国际标准(ISO 14649)草案。STEP-NC 是 STEP(ISO 10303)向数控加工领 域的拓展，它要求基于 STEP 的 CAD 模型，加上工艺数据后直接作为 CNC 的输入， 以 STEP-NC 取代 ISO 6983 对于数控系统乃至数字制造系统的发展有着深远的积 极意义。 基于 STEP-NC 的数控程序是一种中性描述，它不依赖于具体的 CAM 系统、数控系统或机床，这显然会极大地提高数控程序的可移植性，在一定程 度上解决制造系统间的兼容性问题。STEP-NC 对实现数控系统的智能化是相当 重要的，STEP-NC 将 STEP 的应用范围延伸到数控加工领域后可望实现 CAD、CAM、CNC 之间的无缝连接，直接进行信息的双向交换，经过优化的加工 方案可以方便地回溯到上游系统，这将会大大方便系统间的信息交换和共享， 为其他相关技术提供基础性条件，这也决定了数控系统必然向着集决策与控制 功能于一体的集成系统方向发展。 本文在相关项目基金的资助下，首先综述 了国内外 STEP-NC 技术与网络化制造技术的发展概况，并对研究现状进行了比 较全面的总结。在此基础上，对基于 STEP-NC 的网络化制造系统框架及网络化 传输方法、对基于 STIX 库的 STEP-NC 程序信息处理方法以及解释器等相关技术 进行系统深入的研究。本论文的具有创新意义的主要研究工作有如下几个方面：(一) 研究了基于 STEP-NC 的产品制造信息的网络化描述，重点研究了 XML 的编程接口，EXPRESS 语言和 xML 语言之间的映射方法及实现方法。从 STEP-NC 程序结构入手，建立了面向特征的 STEP-CNC 系统实现框架，从技术角度出发， 确定了现实可行的数控系统研究方法和工作流程。 (二) 研究 AP238 文件的 信息结构，提出了基于 STIX 库的 AP238 文件信息提取方法，并以实例详细说明 了 AP238 文件头段信息和数据段信息提取中具体函数的使用方法，实现了 AP238 文件信息的提取。 (三) 研究基于 STEP-NC 的工艺规划优化方法及原 理，通过分析 STEP-NC 文件的信息结构，采用遗传算法优化工艺路线，将数据 信息写入应用程序中，生成符合 STEP 标准的数据格式文件。 (四) 对基于 STIX 库实现信息处理功能的 STEP-NC 解释器进行深入研究，通过创建符合 AP238 协议中实体定义项对应的 C+类，运用 STIX 库函数，依据 AP238 文件信 息结构逐一识别储存加工零件所需的所有操作任务和具体信息。建立了基于 STIX 库的 STEP-NC 程序解释器系统。 (五) 研究网络化制造中的 Multi- Agent 技术的应用。重点研究 STEP/XML 转换器，XML 数据分析器，XML 浏览器的方法及实现流程，描述了系统中包含的多个 Agent 的结构及实现方法，构建 了一种新的基于 STEP-NC 的网络化协同制造系统框架。正文内容正文内容现代制造业正朝向网络化、全球化、智能化等方向发展，因而以网络化制 造手段来改造制造企业，使企业能快速响应市场，尽可能的满足个性化市场的 需求，是现代制造业必须面临的课题。网络化制造正是在这种背景下产生的， 网络化制造是在网络环境下对计算机集成制造、智能制造、敏捷制造等先进制 造模式与技术的综合、深化与实现，并将随着各种先进制造技术和信息技术的 发展而发展。网络化制造是经济全球化和信息革命时代的必然产物，是网络经 济时代先进制造技术和网络技术相结合的必然结果。 STEP-NC 是近年来欧、 美、韩等工业发达国家面向现代计算机数控系统提出的一种新的数据接口规范， 用以取代沿用已久的 ISO 6983(G 代码)。迄今已完成了部分标准化工作并形成 了新的国际标准(ISO 14649)草案。STEP-NC 是 STEP(ISO 10303)向数控加工领 域的拓展，它要求基于 STEP 的 CAD 模型，加上工艺数据后直接作为 CNC 的输入， 以 STEP-NC 取代 ISO 6983 对于数控系统乃至数字制造系统的发展有着深远的积 极意义。 基于 STEP-NC 的数控程序是一种中性描述，它不依赖于具体的 CAM 系统、数控系统或机床，这显然会极大地提高数控程序的可移植性，在一定程 度上解决制造系统间的兼容性问题。STEP-NC 对实现数控系统的智能化是相当 重要的，STEP-NC 将 STEP 的应用范围延伸到数控加工领域后可望实现 CAD、CAM、CNC 之间的无缝连接，直接进行信息的双向交换，经过优化的加工 方案可以方便地回溯到上游系统，这将会大大方便系统间的信息交换和共享， 为其他相关技术提供基础性条件，这也决定了数控系统必然向着集决策与控制 功能于一体的集成系统方向发展。 本文在相关项目基金的资助下，首先综述 了国内外 STEP-NC 技术与网络化制造技术的发展概况，并对研究现状进行了比 较全面的总结。在此基础上，对基于 STEP-NC 的网络化制造系统框架及网络化 传输方法、对基于 STIX 库的 STEP-NC 程序信息处理方法以及解释器等相关技术 进行系统深入的研究。本论文的具有创新意义的主要研究工作有如下几个方面：(一) 研究了基于 STEP-NC 的产品制造信息的网络化描述，重点研究了 XML 的编程接口，EXPRESS 语言和 xML 语言之间的映射方法及实现方法。从 STEP-NC 程序结构入手，建立了面向特征的 STEP-CNC 系统实现框架，从技术角度出发， 确定了现实可行的数控系统研究方法和工作流程。 (二) 研究 AP238 文件的 信息结构，提出了基于 STIX 库的 AP238 文件信息提取方法，并以实例详细说明 了 AP238 文件头段信息和数据段信息提取中具体函数的使用方法，实现了 AP238 文件信息的提取。 (三) 研究基于 STEP-NC 的工艺规划优化方法及原 理，通过分析 STEP-NC 文件的信息结构，采用遗传算法优化工艺路线，将数据 信息写入应用程序中，生成符合 STEP 标准的数据格式文件。 (四) 对基于 STIX 库实现信息处理功能的 STEP-NC 解释器进行深入研究，通过创建符合 AP238 协议中实体定义项对应的 C+类，运用 STIX 库函数，依据 AP238 文件信 息结构逐一识别储存加工零件所需的所有操作任务和具体信息。建立了基于 STIX 库的 STEP-NC 程序解释器系统。 (五) 研究网络化制造中的 Multi- Agent 技术的应用。重点研究 STEP/XML 转换器，XML 数据分析器，XML 浏览器 的方法及实现流程，描述了系统中包含的多个 Agent 的结构及实现方法，构建 了一种新的基于 STEP-NC 的网络化协同制造系统框架。 现代制造业正朝向网络化、全球化、智能化等方向发展，因而以网络化制造手 段来改造制造企业，使企业能快速响应市场，尽可能的满足个性化市场的需求，是现代制造业必须面临的课题。网络化制造正是在这种背景下产生的，网络化 制造是在网络环境下对计算机集成制造、智能制造、敏捷制造等先进制造模式 与技术的综合、深化与实现，并将随着各种先进制造技术和信息技术的发展而 发展。网络化制造是经济全球化和信息革命时代的必然产物，是网络经济时代 先进制造技术和网络技术相结合的必然结果。 STEP-NC 是近年来欧、美、韩 等工业发达国家面向现代计算机数控系统提出的一种新的数据接口规范，用以 取代沿用已久的 ISO 6983(G 代码)。迄今已完成了部分标准化工作并形成了新 的国际标准(ISO 14649)草案。STEP-NC 是 STEP(ISO 10303)向数控加工领域的 拓展，它要求基于 STEP 的 CAD 模型，加上工艺数据后直接作为 CNC 的输入，以 STEP-NC 取代 ISO 6983 对于数控系统乃至数字制造系统的发展有着深远的积极 意义。 基于 STEP-NC 的数控程序是一种中性描述，它不依赖于具体的 CAM 系 统、数控系统或机床，这显然会极大地提高数控程序的可移植性，在一定程度 上解决制造系统间的兼容性问题。STEP-NC 对实现数控系统的智能化是相当重 要的，STEP-NC 将 STEP 的应用范围延伸到数控加工领域后可望实现 CAD、CAM、CNC 之间的无缝连接，直接进行信息的双向交换，经过优化的加工 方案可以方便地回溯到上游系统，这将会大大方便系统间的信息交换和共享， 为其他相关技术提供基础性条件，这也决定了数控系统必然向着集决策与控制 功能于一体的集成系统方向发展。 本文在相关项目基金的资助下，首先综述 了国内外 STEP-NC 技术与网络化制造技术的发展概况，并对研究现状进行了比 较全面的总结。在此基础上，对基于 STEP-NC 的网络化制造系统框架及网络化 传输方法、对基于 STIX 库的 STEP-NC 程序信息处理方法以及解释器等相关技术 进行系统深入的研究。本论文的具有创新意义的主要研究工作有如下几个方面：(一) 研究了基于 STEP-NC 的产品制造信息的网络化描述，重点研究了 XML 的编程接口，EXPRESS 语言和 xML 语言之间的映射方法及实现方法。从 STEP-NC 程序结构入手，建立了面向特征的 STEP-CNC 系统实现框架，从技术角度出发， 确定了现实可行的数控系统研究方法和工作流程。 (二) 研究 AP238 文件的 信息结构，提出了基于 STIX 库的 AP238 文件信息提取方法，并以实例详细说明 了 AP238 文件头段信息和数据段信息提取中具体函数的使用方法，实现了 AP238 文件信息的提取。 (三) 研究基于 STEP-NC 的工艺规划优化方法及原 理，通过分析 STEP-NC 文件的信息结构，采用遗传算法优化工艺路线，将数据 信息写入应用程序中，生成符合 STEP 标准的数据格式文件。 (四) 对基于 STIX 库实现信息处理功能的 STEP-NC 解释器进行深入研究，通过创建符合 AP238 协议中实体定义项对应的 C+类，运用 STIX 库函数，依据 AP238 文件信 息结构逐一识别储存加工零件所需的所有操作任务和具体信息。建立了基于 STIX 库的 STEP-NC 程序解释器系统。 (五) 研究网络化制造中的 Multi- Agent 技术的应用。重点研究 STEP/XML 转换器，XML 数据分析器，XML 浏览器 的方法及实现流程，描述了系统中包含的多个 Agent 的结构及实现方法，构建 了一种新的基于 STEP-NC 的网络化协同制造系统框架。 现代制造业正朝向网络化、全球化、智能化等方向发展，因而以网络化制造手 段来改造制造企业，使企