模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)及方法、知識(shí)服務(wù)控件的結(jié)構(gòu)及構(gòu)建方法、模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)服務(wù)的封裝與組裝架構(gòu)及方法以及基于知識(shí)服務(wù)控件的知識(shí)服務(wù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)集成架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是模具生產(chǎn)大國(guó)，去年年產(chǎn)值約2100億元，約占世界總產(chǎn)值的25%，居世界前列；廣東是我國(guó)模具產(chǎn)值最高的省份，超過全國(guó)總產(chǎn)值的四成。目前，我國(guó)正處于從模具制造大國(guó)向模具制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的進(jìn)程中，未來10?15年是模具行業(yè)發(fā)展的重要時(shí)期。“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路”，是促進(jìn)我國(guó)模具行業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)和跨越發(fā)展的有效途徑。近些年來，大量的模具企業(yè)在不同層次上成功進(jìn)行了信息化應(yīng)用，取得了顯著的應(yīng)用成效，大大提升了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，推進(jìn)了模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
[0003]參考圖1，隨著信息化建設(shè)的進(jìn)一步深入，模具企業(yè)信息化正在朝著集成化、專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展，特別是將企業(yè)信息化建設(shè)所沉淀下來的信息，通過數(shù)據(jù)抽取、挖掘等技術(shù)轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)企業(yè)設(shè)計(jì)制造的知識(shí)，并通過知識(shí)服務(wù)平臺(tái)滲透到模具設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，是未來非常重要的一個(gè)發(fā)展方向。
[0004]I)集成化。通過將模具CAD/CAE/CAM等各種功能不同的軟件在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)上有機(jī)地結(jié)合起來，具有相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息的暢通并協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)有效的運(yùn)行。特別是CAD與CAE的集成，已突破模型一體化的局限，以CAD軟件為平臺(tái)，將CAE向CAD集成，完全融入CAD軟件中，
[0005]直接為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)服務(wù)，已成為CAD/CAE技術(shù)的最新發(fā)展方向。
[0006]2)專業(yè)化。模具行業(yè)由于訂單和計(jì)劃的不確定性、設(shè)計(jì)制造技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)性、生產(chǎn)的不均衡性，通用的設(shè)計(jì)、管理軟件往往不能滿足模具企業(yè)實(shí)際的需要，相關(guān)軟件的專業(yè)化是促進(jìn)模具企業(yè)信息化迫切需要解決的問題。目前，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，各大CAD軟件開發(fā)廠商均在推出面向模具行業(yè)的一體化解決方案，如UG/MoldWizard、UG/PDW、PTC/EMX、CimatronE,3DquickPress等。這些專業(yè)化的CAD/CAM解決方案融合了行業(yè)的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，具備一定的智能化功能，極大地提升了設(shè)計(jì)效率，但依然不能完全滿足模具設(shè)計(jì)的需要。很多模具企業(yè)正結(jié)合自身的實(shí)際需求，通過在CAD平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)來滿足自身的專業(yè)化需求。在生產(chǎn)管理領(lǐng)域，盡管已經(jīng)出現(xiàn)E-MAN、頂3這樣的專業(yè)模具生產(chǎn)管理軟件，但依然不能滿足模具企業(yè)的需求，還需要進(jìn)一步研制、開發(fā)更專業(yè)的系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高企業(yè)的管理水平。
[0007]3)智能化。模具企業(yè)是經(jīng)驗(yàn)依賴型的企業(yè)，在設(shè)計(jì)、制造、管理過程中存在著大量知識(shí)?，F(xiàn)有信息化系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制造、管理的數(shù)字化、信息化，提高了設(shè)計(jì)、制造、管理的效率。如何更好地利用大量客觀存在的各種經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來支持企業(yè)設(shè)計(jì)、制造、管理，提高企業(yè)設(shè)計(jì)、制造、管理能力和質(zhì)量，提高企業(yè)創(chuàng)造能力，是未來企業(yè)面臨的重要問題。
[0008]模具設(shè)計(jì)與制造是一個(gè)知識(shí)密集的協(xié)同運(yùn)作過程，為了更好的對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造過程進(jìn)行支持，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界一直在針對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造智能化進(jìn)行研宄、探索，其中知識(shí)的管理和應(yīng)用是智能化的重要表現(xiàn)。
[0009]在設(shè)計(jì)軟件智能化方面:各大三維CAD設(shè)計(jì)平臺(tái)都開始支持智能系統(tǒng)的開發(fā)，但在模具行業(yè)還缺乏深入應(yīng)用。如UG軟件中的知識(shí)熔接(KF)技術(shù)，可方便地將行業(yè)知識(shí)用KF來表達(dá)，并和模型關(guān)聯(lián)起來，采用創(chuàng)成(Generative)和吸納機(jī)制(Adopt1n)將知識(shí)與CAx系統(tǒng)融合，特別是吸納機(jī)制解決了從現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品與實(shí)踐中總結(jié)和反求知識(shí)的問題，以往要解決的知識(shí)重用和過程標(biāo)準(zhǔn)化問題不再需要專業(yè)的編程人員耗費(fèi)大量的資金和時(shí)間來解決，只需利用知識(shí)融合的方法，就可以盡可能地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是該技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用還較少。
[0010]在知識(shí)管理軟件方面:現(xiàn)有商用化系統(tǒng)主要針對(duì)一般的知識(shí)管理需求進(jìn)行管理，缺乏模具行業(yè)專業(yè)知識(shí)的總結(jié)與積累。如企業(yè)圖紙資料、各類文檔知識(shí)標(biāo)簽化，關(guān)鍵業(yè)務(wù)知識(shí)規(guī)則化等。但是，現(xiàn)有商業(yè)化知識(shí)軟件均僅能滿足一般性的知識(shí)管理、應(yīng)用需求，無法適應(yīng)單件定制模具的設(shè)計(jì)、制造中存在的復(fù)雜知識(shí)(具有分散、碎片化的形態(tài)，及其非結(jié)構(gòu)化、多義性、語(yǔ)義關(guān)系復(fù)雜等)的存儲(chǔ)、應(yīng)用。
[0011]在模具企業(yè)智能化信息系統(tǒng)研發(fā)成果方面:針對(duì)各類模具及其設(shè)計(jì)與制造過程中的各個(gè)階段，多家研宄機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研宄，并定制開發(fā)了不同的知識(shí)管理、應(yīng)用軟件。上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研宄中心開發(fā)了模具設(shè)計(jì)KBE系統(tǒng)，取得了一系列的進(jìn)展。如基于對(duì)注塑模設(shè)計(jì)過程的分析，將KBE技術(shù)應(yīng)用于能有效提高模具設(shè)計(jì)效率的模架設(shè)計(jì)中，給出了模架設(shè)計(jì)KBE系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖和基本框架，由于該系統(tǒng)結(jié)合了模架設(shè)計(jì)的領(lǐng)域知識(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中有效地提高了設(shè)計(jì)效率。華中科技大學(xué)塑性成型模擬及模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在基于知識(shí)的設(shè)計(jì)方面也取得了許多成果。如構(gòu)建了塑料成型缺陷診斷專家系統(tǒng)，可以幫助工藝師準(zhǔn)確可靠地完成這項(xiàng)工作。知識(shí)表達(dá)是基于規(guī)則和過程，使用了不精確推理和混合推理技術(shù)。華南理工大學(xué)針對(duì)模具設(shè)計(jì)過程中的知識(shí)應(yīng)用做了許多研宄。如在UG/Sheet Metal基礎(chǔ)上通過二次開發(fā)，采用基于特征的設(shè)計(jì)和人機(jī)交互定義相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了沖壓特征屬性的半自動(dòng)抽取。廣東工業(yè)大學(xué)針對(duì)注塑模具、輪胎模具、壓鑄模具基于本體技術(shù)和語(yǔ)義網(wǎng)開發(fā)了專門的模具知識(shí)管理系統(tǒng)，對(duì)模具設(shè)計(jì)、工藝、修改模等知識(shí)進(jìn)行管理，針對(duì)模具加工車間、熱處理車間的智能化生產(chǎn)調(diào)度、負(fù)荷控制等進(jìn)行了大量研宄，并在忠信制模(東莞)有限公司、廣州市型腔模具制造有限公司、巨輪模具股份有限公司進(jìn)行了應(yīng)用。同濟(jì)大學(xué)對(duì)模具冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行了研宄，提出熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則并完成初步設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出冷卻系統(tǒng)的重要參數(shù)并分析其對(duì)冷卻效果的影響規(guī)律。
[0012]綜上，現(xiàn)有研宄主要針對(duì)模具設(shè)計(jì)、工藝知識(shí)提取及應(yīng)用，但是，知識(shí)的獲取主要依靠知識(shí)工程師對(duì)已有資料、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理，效率較低，制約了知識(shí)獲取的數(shù)量、質(zhì)量，影響了系統(tǒng)功能的進(jìn)一步發(fā)揮。此外，大量的針對(duì)模具設(shè)計(jì)、制造的智能優(yōu)化理論依然處于實(shí)驗(yàn)研宄階段，尚未能在相關(guān)信息系統(tǒng)中進(jìn)行大范圍的推廣應(yīng)用。
[0013]因此，需要提供一種智能化系統(tǒng)，其能夠結(jié)合已有的智能化研宄理論及成果，將知識(shí)獲取、知識(shí)服務(wù)與設(shè)計(jì)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)緊密集成，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與業(yè)務(wù)的融合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)及方法，以提高模具定制設(shè)計(jì)與制造水平、效率為總體目標(biāo)，著重解決模具設(shè)計(jì)制造過程中知識(shí)獲取、推理與應(yīng)用等知識(shí)服務(wù)問題，為建立模具智能制造系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)系統(tǒng)，包括知識(shí)服務(wù)平臺(tái)，所述知識(shí)服務(wù)平臺(tái)通過服務(wù)總線與企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)通信，所述知識(shí)服務(wù)平臺(tái)包括:
[0016]知識(shí)服務(wù)獲取模塊，用于從企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)中抽取歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)挖掘算法獲取模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)；
[0017]知識(shí)庫(kù)，用于保存所述知識(shí)服務(wù)獲取模塊獲得的模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)；
[0018]推理方法庫(kù)，用于預(yù)存各類推理算法；
[0019]知識(shí)服務(wù)模塊，用于從企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)中獲取模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)需求，根據(jù)知識(shí)服務(wù)需求調(diào)用相應(yīng)的知識(shí)服務(wù)控件，所述知識(shí)服務(wù)控件通過調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)以及利用推理方法庫(kù)中的算法，從而生成所需的知識(shí)服務(wù)。
[0020]作為上述方案的改進(jìn)，所述企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)包括但不限于CAD/CAM/PDM/ERP/MES的信息系統(tǒng)。
[0021]作為上述方案的改進(jìn)，所述知識(shí)服務(wù)獲取模塊獲取的模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)包括案例、標(biāo)準(zhǔn)、模板和規(guī)則，所述知識(shí)庫(kù)中設(shè)有案例庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、模板庫(kù)和規(guī)則庫(kù)以對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)所述案例、標(biāo)準(zhǔn)、模板和規(guī)則。
[0022]作為上述方案的改進(jìn)，每一所述知識(shí)服務(wù)控件采用SOA的體系架構(gòu)。
[0023]作為上述方案的改進(jìn)，每一所述知識(shí)服務(wù)控件基于Webservice技術(shù)進(jìn)行封裝，然后注冊(cè)到模具應(yīng)用服務(wù)構(gòu)件庫(kù)中，基于Webservice/SCA標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的所述知識(shí)服務(wù)平臺(tái)可直接通過Webservice接入所述模具應(yīng)用服務(wù)構(gòu)件庫(kù)，以調(diào)用相應(yīng)的知識(shí)服務(wù)控件；對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)構(gòu)件的應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)服務(wù)進(jìn)行封裝發(fā)布后，注冊(cè)到服務(wù)構(gòu)件庫(kù)。
[0024]作為上述方案的改進(jìn)，所述知識(shí)服務(wù)獲取模塊預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)挖掘算法包括:新案例或模板的發(fā)現(xiàn)算法、新規(guī)則的發(fā)現(xiàn)與更新算法以及新案例或模板的修正算法。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)方法，該方法適用于通過服務(wù)總線與企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)通信的知識(shí)服務(wù)平臺(tái)中，該方法包括步驟:
[0026]從企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)中抽取歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)挖掘算法獲取模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)；
[0027]將獲得的所述模具設(shè)計(jì)與制造知識(shí)保存到知識(shí)庫(kù)中；
[0028]從企業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造信息系統(tǒng)中獲取模具設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)服務(wù)需求，根據(jù)知識(shí)服務(wù)需求調(diào)用相應(yīng)的