引言
發(fā)起單位：北京市計算中心
北京市計算中心建立于一九七三年，是國內(nèi)最早一批計算中心之一，是中國最早、最具影響力的從事計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究及推廣的機(jī)構(gòu)，服務(wù)對象則涉及工業(yè)、商業(yè)、交通、能源、環(huán)保金融、稅務(wù)、社會事務(wù)等多個領(lǐng)域。北京市計算中心自成立以來，完成了上百項國家和北京市政府有關(guān)部門委托的研究項目和面向多種用戶的服務(wù)型項目。先后獲得國家及省部級成果獎30多項，擁有了200余項國際國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)品，為中國計算機(jī)的普及、應(yīng)用和發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。

合作單位：北京市電加工研究所
北京市電加工研究所是一個集科研、開發(fā)、生產(chǎn)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。主要在電加工（包括電火花加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工、電化學(xué)加工、電子束加工、等離子體加工等）領(lǐng)域開展新設(shè)備、新工藝的研究與開發(fā)。經(jīng)過數(shù)十年的努力，現(xiàn)已發(fā)展成為擁有14000平米科研大樓、20000平米生產(chǎn)基地，在特殊材料特種加工、精密數(shù)控電加工機(jī)床、精密模具制造等領(lǐng)域具有一定知名度的現(xiàn)代化高科技企業(yè)。
 

一、關(guān)鍵詞

電火花成形機(jī)床云端壽命保障與工藝分享智能服務(wù)平臺旨在基于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在機(jī)床領(lǐng)域尤其是電火花特種加工領(lǐng)域建立一套云端服務(wù)平臺，通過采集和分析機(jī)床及其關(guān)鍵部件的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建云端壽命保障系統(tǒng)，同時為機(jī)加工企業(yè)提供工藝服務(wù)。
關(guān)鍵詞：壽命保障，云端工藝服務(wù)

二、測試床項目概述

本項目旨在基于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在機(jī)床領(lǐng)域尤其是電火花特種加工領(lǐng)域建立一套云端服務(wù)平臺，通過采集和分析機(jī)床及其關(guān)鍵部件的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建云端壽命保障系統(tǒng)，同時為機(jī)加工企業(yè)提供工藝服務(wù)。該項目的建設(shè)主要包含兩方面內(nèi)容：

1. 云端壽命保障系統(tǒng)

基于數(shù)據(jù)采集技術(shù)采集機(jī)床及其關(guān)鍵部件的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析技術(shù)對狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化、整理挖掘、預(yù)測性分析等，使對機(jī)床的生產(chǎn)、使用、維護(hù)全過程可追溯，并實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵部件壽命的預(yù)測預(yù)警、故障定位，提升機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的售后服務(wù)能力，降低機(jī)床維修成本。

2. 云端工藝服務(wù)系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)不同地域、不同企業(yè)的工藝技術(shù)人員通過云端共享加工工藝文件，可為用戶提供遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)、解決復(fù)雜型腔類零件電火花加工的工藝技術(shù)難題。

三、測試床項目解決方案

1. 解決方案架構(gòu)

該項目技術(shù)架構(gòu)分6個層次，如圖1所示。

圖1 項目架構(gòu)

數(shù)據(jù)庫層采用3種數(shù)據(jù)庫引擎，Redis數(shù)據(jù)庫用于當(dāng)前實(shí)時數(shù)據(jù)存儲與查詢，Mysql數(shù)據(jù)庫用于一年內(nèi)的數(shù)據(jù)查詢，Hbase可以存所有歷史數(shù)據(jù)，支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析；
機(jī)床層采用雙絞線方式通訊；
數(shù)據(jù)采集層使用開源項目Modbus4j基于Modbus TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，可實(shí)時進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和參數(shù)設(shè)置；
數(shù)據(jù)存儲層使用mysql、redis、hbase各自通訊方式，將采集數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中；
平臺服務(wù)層平臺包括工作流引擎、業(yè)務(wù)規(guī)則引擎、報表引擎、消息引擎、事務(wù)引擎、架構(gòu)控制、安全認(rèn)證、SOA架構(gòu)、數(shù)據(jù)交換、集群支持、目錄服務(wù)、Web框架、服務(wù)擴(kuò)展、云數(shù)據(jù)同步等，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)功能；
客戶端層支持PC、Pad、Mobile等多種設(shè)備接入方式。

該項目提供如下軟件功能：
通過狀態(tài)監(jiān)控服務(wù)可遠(yuǎn)程采集機(jī)床狀態(tài)數(shù)據(jù)；
通過用戶權(quán)限管理服務(wù)，針對不同級別類型的用戶提供權(quán)限管理服務(wù)，用戶分級分權(quán)合法訪問軟件資源及獲取機(jī)床數(shù)據(jù)；
在加工工藝文件數(shù)據(jù)庫中存儲大量的、經(jīng)過可靠性驗證的、具有通用性的工藝可執(zhí)行文件，工藝技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際機(jī)床特性及待加工零部件類型、特征等確定具體文件，并在云端導(dǎo)入到本地機(jī)床控制器，控制機(jī)床運(yùn)行，直接加工零部件；
在機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)鍵零部件狀態(tài)庫中存儲大量的機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)鍵零部件狀態(tài)數(shù)據(jù)，使得機(jī)床及關(guān)鍵零部件的運(yùn)行狀態(tài)具有可追溯性；
通過機(jī)床故障診斷專家?guī)旒傻谋姸喙收夏Ｐ图肮收贤评頇C(jī)制，根據(jù)不同的零部件狀態(tài)組合預(yù)測機(jī)床可能發(fā)生的故障類型及部位，快速、預(yù)先定位故障隱患，減少損失。

2. 測試床預(yù)期效果

提升機(jī)床的智能化水平，使對機(jī)床的生產(chǎn)、使用、維護(hù)全過程可追溯，并實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵部件壽命的預(yù)測預(yù)警、故障定位，提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，并能夠快速定位故障原因。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)，可提升機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的維修質(zhì)量和售后服務(wù)能力，降低維修成本。
提升企業(yè)復(fù)雜型零件的加工能力，通過工藝服務(wù)系統(tǒng)可有效解決工藝技術(shù)難點(diǎn)，提高生產(chǎn)效率，提高成品率。通過云端共享加工工藝文件，為用戶提供遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)、解決復(fù)雜型腔類零件電火花加工的工藝技術(shù)難題。

四、測試床當(dāng)前情況

1. 測試床當(dāng)前建設(shè)情況

該測試床項目目前完成了數(shù)據(jù)采集板卡及云端系統(tǒng)軟件的設(shè)計部署，機(jī)床極其關(guān)鍵部件的數(shù)據(jù)通過云端展示平臺可獲取到實(shí)時狀態(tài)、歷時狀態(tài)及告警數(shù)據(jù)等信息。

2. 測試床合作伙伴組成及各自提供組件描述

該測試床項目目前由北京市計算中心及北京市電加工研究所組成，同時也歡迎其他企事業(yè)單位加入到該項目的合作當(dāng)中。
測試床的部署及操作將在北京市電加工研究所進(jìn)行。物理組件中的電火花成形機(jī)床及數(shù)據(jù)采集板卡將安裝到北京市電加工研究所實(shí)驗室內(nèi)，物理組件中的云端服務(wù)資源將安裝在北京市計算中心實(shí)驗室內(nèi)。軟件平臺部署在云端服務(wù)器上，其他平臺測試單位依據(jù)管理權(quán)限參與到平臺測試中。