核心提示：針對現(xiàn)有刀具管理系統(tǒng)存在的問題钧椰，對刀具管埋系統(tǒng)功能進(jìn)行了需求分析怨愤，設(shè)計了一一個面向全生命周期的刀具管理系統(tǒng)维瑰，定義了UML刀具對象模型押恢，并映射為基于XML 刀具數(shù)據(jù)模式，最后介紹了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法茶窍。

　　刀具作為制造活動中的重要資源之一穿侵，貫穿于企業(yè)的整個生產(chǎn)過程。能否對刀具進(jìn)行有效管理扫帝，不僅直接影響機(jī)床的正常使用及生產(chǎn)效率撰征，還會影響加工成本(機(jī)械加工中，刀具的直接成本約占加工總成本的4%融乖，間接成本約為直接成本的4倍[1])∽畜埃現(xiàn)有刀具管理系統(tǒng)(Tools Management System, TMS) 大都從生產(chǎn)制造的角度來分析刀具管理的模式和特點(diǎn)怖冷，『是簡單要求刀具管理滿足生產(chǎn)的需要，其功能主要體現(xiàn)在刀具的儲存叼河、調(diào)度及監(jiān)控等方面郭菜，尚未包含刀具信息的全部內(nèi)容，存在一定的局限性鞍歌，具體表以下三個方面[2-3]:

　　(1)刀具管理僅研究了刀具生命中的一個或幾個時期勘伺，缺少對整個刀具生命周期的分析，刀具信息不夠全面褂删。

　　(2)刀具信息自成一體飞醉，造成刀具信息的孤島，即不同部門屯阀、不同系統(tǒng)之間信息不能共享缅帘，設(shè)計、生產(chǎn)难衰、管理方面的數(shù)據(jù)出現(xiàn)脫節(jié)钦无，不僅容易造成制造資源的浪費(fèi)，還嚴(yán)重阻礙了企業(yè)信息化的整體進(jìn)程盖袭。

　　(3)刀具管理以滿足生產(chǎn)制造中的刀具需求為目標(biāo)失暂，沒有考慮到刀具全生命周期內(nèi)的成本問題，因而無法給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供決策支持鳄虱。針對上述問題弟塞，本文構(gòu)建了一個基于B/S結(jié)構(gòu)的刀具全生命周期管理系統(tǒng)，并研究了基于XML Sche而刀具對象數(shù)據(jù)模式拙已，以實(shí)現(xiàn)對刀具信息從采購到報損整個過程的標(biāo)準(zhǔn)化管理决记，從而達(dá)到刀具數(shù)據(jù)共享的目的，為制造業(yè)信息化發(fā)展建立一定的基礎(chǔ)枯誓。

　　2 系統(tǒng)功能分析

　　面向全生命周期的刀具管理是圍繞刀具投入期谆胰、使用期、報廢期五浊，對刀具進(jìn)行集成化管理的一種方法萄瞻。

　　(1)投入期:在刀具投入期主要進(jìn)行采購管埋，以及時滿足生產(chǎn)制造中的刀具需求夫咏，同時將采購信息及時反饋給庫房进裹，做好人庫準(zhǔn)備;反饋給工藝部L做出調(diào)整工藝路線或加工方法的準(zhǔn)備四雏。

　　(2)使用期:在刀具使用期主要進(jìn)行刀具庫存管埋勿见、刀具工藝管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理百擒、刀具現(xiàn)場管理等资村。刀具庫存管理主要對刀具的出人庫和回收進(jìn)行管理寄旋，以保證生產(chǎn)現(xiàn)場刀具使用所需要的安全庫存量，并及時將庫存信息反饋給工藝人員为猩，輔助工藝人員決策导而，反饋給采購人員，及時采購刀具"刀具工藝管理主要面向工藝人員隔崎，遁過提供各種刀具參數(shù)信息今艺，輔助工藝人員制定工藝規(guī)程，并優(yōu)化刀具的選用爵卒。刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管埋是刀具全生命周期管理中最基礎(chǔ)的一個環(huán)節(jié)虚缎，它通過對刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)來推動其它環(huán)節(jié)的有效運(yùn)行。刀具的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括刀具代碼钓株、刀具基本參數(shù)实牡、刀具幾何參數(shù)、刀具組件參數(shù)及機(jī)床參數(shù)等轴合。刀具現(xiàn)場管埋主要遁過派工單创坞、生產(chǎn)計劃單來制定刀具準(zhǔn)備清單，從而指導(dǎo)裝刀人員主動送刀受葛，減少刀具準(zhǔn)備時明同時監(jiān)測現(xiàn)場刀具的切削狀態(tài)及磨損狀況题涨，分析其加工性能及耐用度，預(yù)測使用壽命总滩，必要時可及時換刀携栋。

　　(3)報廢期:在刀具報廢期主要進(jìn)行刀具刃磨管理和刀具報損管理。刀具刃磨管理主要對刃磨后刀具的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行管埋和維護(hù)偎旱，以確保刀具刃磨后再次進(jìn)大加工環(huán)節(jié)的有效管理船庐。刀具報損管理主要對刀具報損情況進(jìn)行管理，一方面可以分析刀具的加工性能和工藝規(guī)程的合理性地捂，另一方面也可以輔助對相關(guān)人員的績效考核羽捻。

　　以上分析表明，刀具全生命周期管理系統(tǒng)內(nèi)的各個模塊之司有著密切聯(lián)系:刀具采購管理要以刀具庫存管埋中的庫存信息為依據(jù)滤重，刀具庫存管理要為工藝管理提供決策依據(jù)酣疏，刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理是整個刀具全生命周期管理運(yùn)行的基礎(chǔ)，刀具現(xiàn)場管理驅(qū)動刀具刃磨管理和刀具報損管理的運(yùn)行鲫庆。

　　3 系統(tǒng)設(shè)計

　　面向全生命周期的刀具管埋系統(tǒng)必須解決的問題是各功能子模塊之司刀具數(shù)據(jù)的交換及共享诬曙。

　　刀具數(shù)據(jù)庫貯存刀具在其生命周期內(nèi)所有的相關(guān)信息，刀具信息模型是刀具管理系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換的橋梁掏榜。在企業(yè)內(nèi)部霹孙，刀具管理系統(tǒng)各子模塊根據(jù)該刀具信息模型的定義規(guī)則，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換接口程序络兜。發(fā)送數(shù)據(jù)時辐赞，接口程序負(fù)責(zé)采集需要傳送的刀具數(shù)據(jù)部翘，并根據(jù)預(yù)先定義的刀具信息模型，生成標(biāo)準(zhǔn)的刀具數(shù)據(jù)格式响委，傳遞給其它子模塊;接收數(shù)據(jù)時新思，接口程序則依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)刀具信息模型的定義，對接收到的刀具數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理赘风，提取該子模塊所需的刀具數(shù)據(jù)夹囚，并生成規(guī)范的數(shù)據(jù)格式。不同企業(yè)之間刀具信息的共享邀窃，則采用中司文件交換方式崔兴，即將刀具信息模型格式化為標(biāo)準(zhǔn)的、開放的中性文檔蛔翅，從而實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)平臺下的刀具數(shù)據(jù)共享敲茄。

　　4 信息模型

　　在全生命周期內(nèi)，刀具信息模型是刀具信息系統(tǒng)各模塊之司信息交換的標(biāo)準(zhǔn)山析，因此堰燎，建立一個標(biāo)準(zhǔn)的、完整的羽嘉、開放的刀具信息模型是該刀具管理系統(tǒng)的關(guān)鍵所在引舱。

　　4.1基于UML的刀具對象模型

　　通常情況下，刀具信息可以分為兩大類:刀具靜態(tài)數(shù)據(jù)和刀具動態(tài)數(shù)據(jù)反腺。

　　(1)刀具靜態(tài)數(shù)據(jù):指刀具本身固有的猬蕉，且不隨刀具使用而發(fā)生變化的屬性信息，即刀具的參數(shù)信息聊浊，包括刀具編碼薄好、名稱、類型斩缘、材質(zhì)唁底、幾何參數(shù)、結(jié)構(gòu)信息等泳隶，其中刀具編碼能唯一標(biāo)識每把刀具他幢，是刀具實(shí)體在生命周期內(nèi)的信息采集的唯一標(biāo)識符。

　　(2)刀具動態(tài)信息:指那些隨著刀具使用業(yè)務(wù)流程的變化而變化的刀具信息灭大，與具體業(yè)務(wù)相結(jié)合订咆，包括庫存信息、刀具借用信息柬泽、裝配信息慎菲、刀具使用信息、對刀信息、刀具壽命信息及刀具位置/狀態(tài)信息钧嘶。針對以上刀具信息棠众，本系統(tǒng)采用基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的UML( Unified Modeling Language琳疏，統(tǒng)一建模語言)[5]建立了如圖3 所示的刀具對象模型有决。在該對象模型中，刀具信息類是一個整體類空盼，其屬性包含了基礎(chǔ)信息類书幕、采購信息類、庫存信息類揽趾、借還信息類台汇、現(xiàn)場信息類、刃磨信息類及報損信息類等七個部分類篱瞎。此外苟呐，由于加工參數(shù)及刀頭參數(shù)等重要數(shù)據(jù)會在多個類中重復(fù)使用，為了減少數(shù)據(jù)冗余遥局，將其分別定義為三個獨(dú)立的小類付箩，以便被其它類引用。該模型基本涵蓋了刀具從采購到報損整個生命周期內(nèi)的所有重要信息莽烫，具有較好的完整性瞭谴。

　　4.2 基于XML的刀具數(shù)據(jù)模式

　　·XML( extensible Markup Language，可擴(kuò)展的標(biāo)識語言) 因其具有相對嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的語法汉渣，現(xiàn)在正逐漸成為艾持?jǐn)?shù)據(jù)交換的一種標(biāo)準(zhǔn)册压。相對于傳統(tǒng)上定義XML文檔結(jié)構(gòu)使用的DTD(文檔類型定義，Document Type Definition)語言赶匣，XML Schema 在數(shù)據(jù)類型捕诲、復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、語法直觀性方面有不可

　　替代的優(yōu)勢卿怀，所以本系統(tǒng)選用XML Schema 來描述該刀具對象模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)秽祷。

　　在利用XML Schema 描述UML 刀具對象模型過程中，主要解決UML 到XML Schema 之間對應(yīng)的名稱空間映射位俩、元素和元素值的唯一性矗寂、多樣性約束條件、繼承勇蝙、內(nèi)容模型沫勿、元素順序、數(shù)據(jù)類型及鏈接等問題味混，從而將UML中的數(shù)據(jù)有效轉(zhuǎn)換為XML 中的標(biāo)記产雹，并把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用XML Schema 表示出來。本系統(tǒng)制定了以下從UML對象模型到XML Schema 的映射規(guī)則:

　　(1)整個UML 模型映射成一個XML Schema 命名空間，模式中所有的元素(如element等)均在XML Schema 命名空間中蔓挖。

　　(2)XML 模式元素名的唯一性通過模式文檔的上下文來確定夕土。如果不能根據(jù)文檔上下文的限制來保證元素名的唯一性，則用具體的元素名標(biāo)識瘟判。

　　(3)所有UML類均可生成XML Schema 中一個元素(lement);但對于簡單的類(特別是部分類怨绣，如刀頭參數(shù)類等)，亦可生成一個屬性組(atribute-Gmup) 拷获。

　　(4)如果UML類屬性是基本數(shù)據(jù)類型篮撑，則映射到XML Schema中內(nèi)置數(shù)據(jù)類型;如果屬性是復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，則映射到XML Schema 中個元素或者屬性組匆瓜。

　　(5)UML類存在聚集關(guān)聯(lián)時电伐，將部分類映射為整體類對應(yīng)元素的子元素。

　　根據(jù)以上映射規(guī)則跪悼，UML刀具對象模型轉(zhuǎn)換XML Schema 刀具對象數(shù)據(jù)模式秆杰。這種基于XML Schema 的刀具數(shù)據(jù)模式具有以下優(yōu)點(diǎn):

　　(l)XML Schema 數(shù)據(jù)模式能較好描述刀具生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，是解決刀具系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量龐大蚊来、數(shù)據(jù)類型多樣性和復(fù)雜性及異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享的理解方案蝠肤。

　　(2)XML Schema 是刀具管理系統(tǒng)中XML 數(shù)據(jù)一致性、標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范性的保證闯揪，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享提供強(qiáng)有力的支持橄看。

　　5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　刀具管理系統(tǒng)采用B/S 三層結(jié)構(gòu)，刀具信息模型避某、接口程序及各功能模塊等事務(wù)均在中間層(即應(yīng)用服務(wù)層)處理硅跌，客戶端(即Web測覽器) 不直接與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。后臺刀具數(shù)據(jù)庫選用Microsoft SQL Server20OO蚯垫，應(yīng)用服務(wù)器選用Microsoft Vistul (暫不可見) 2003 作為開發(fā)工具闲涕，客戶端選用iE6.o測覽器。該系統(tǒng)具有使用簡便咳碰、客戶端配置低剖毯、跨平臺及易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

　　隨著數(shù)控加工設(shè)備的廣泛使用和數(shù)字化生產(chǎn)線教馆、生產(chǎn)車間的建立逊谋，對刀具管理提出了迫切需求。本文通過對刀具全生命周期管理的分析和設(shè)計土铺，同時對刀具信息模型的研究胶滋，實(shí)現(xiàn)了刀具從采購到報廢全生命周期的有效管理，從而為我國制造業(yè)信息化建設(shè)起到了一定的指導(dǎo)和借鑒作用悲敷。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)究恤，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享俭令，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議部宿。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布抄腔、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺理张，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)赫蛇。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片棕健、文字如涉及作品版權(quán)問題寸纠，請第一時間告知雳雄，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容秕肚，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn匙久。