专业建设

数字化工厂、实训车间、教学资源库管理平台

开发项目建设方案

一、项目描述：

湖北创业技工学校数字化工厂项目是根据学校改革示范校任务书发展规划，结合学校的实际情况，规划建设的项目，以进一步加强学生工程实践能力和创新能力的培养，促进相关课程的教学改革，实现面向工作过程的教学模式，提升理实一体化教学效果，使学生做到学中做，做中学，保证和提高教学质量，进一步提高学科建设、科学研究、产品开发与制造的实力，更好地为学校相关学科和专业服务，促进学校各项工作的可持续发展。

湖北创业技工学校数字化工厂项目是一个针对实训中心而建设的项目，需要对现有实训中心进行数字化数控车间、PLM教学体验中心、数字化教学资源库管理平台相关内容的规划建设。

二、建设目标：

建立一个学科与专业协调发展、教学与科研相互促进、提供面向典型产品的设计、工艺、编程、制造过程仿真、制造过程管理的完整流程教学过程，集成现有数控机床设备和单元CAD/CAM单元软件,全面实现网络化、数字化的开放型公共平台。

三、建设内容：

1、数字化实训车间

1)数字化实训车间是在湖北创业技工学校实训车间内规划，要实现实训车间数控设备与计算机网络DNC通信，并在现有场地增设一个CAD/CAM实训室。

2)要求：实现6台数控车床、5台数控铣床和1台加工中心与计算机的网络DNC数据通信，建成一个可以容纳60名学生同时使用的CAD/CAM实训室。

3)其它要求请参照数字化实训车间的总体技术参数。

2、PLM教学体验中心

1)PLM教学体验中心在湖北创业技工学校实训中心内建设，要实现对学生基于工作过程的学习、生产、实训项目的教学，虚拟实践教学及工学一体化教学，进行企业生产流程过程的体验。

2)要求：允许30名学生同时使用。

3)其它要求请参照PLM体验中心的总体技术参数。

3、数字化教学资源库管理平台

1)数字化教学资源库管理平台是用于湖北创业技工学校实训中心管理数字教学资源的系统，开发建立以专业核心课程为单元的专业教学资源库。

2)要求：允许35个用户同时使用。

3)其它要求请参照教学资源管理平台的总体技术参数。

四、数字化工厂建设技术要求 

1 总体功能要求

实现理论教学、实训教学、实践过程、理论与实践教学交互过程及考核过程数字化。

2 建设项目技术参数

2.1 数字化实训车间

总体应符合以下技术参数要求：

1) 支持Fanuc、Siemens、Mazak、NUM、Mitsubishi、 Heidenhain、华中数控、广州数控等各种控制系统联网。

2) 对于较大程序加工时，支持在线加工及断点续传，可以方便地从程序的任意点、任意行或任意换刀处进行断点续传，支持断电、手工、自动应答三种断点续传功能。

3) 支持跨网段传输。

4) 单台服务器可支持超过256台数控机床之间的通讯，且互不干扰，具有极高的安全传输保障，确保24小时365天系统无故障传输。

5) DNC系统网络，支持线路受干扰后数据丢包、缺损的自动补齐，字符自动校验功能，以保证数据传输的可靠性。

6) 服务器端无人职守，通过远程控制功能，操作人员不用离开机床在机床控制面板前就能完成程序的发送与接收。

7) 通信模块面向数控设备进行自动传输/监测必须稳定可靠。

8) 通信模块机床参数设置具有加密功能，只有具备相应修改权限的人员才能对通信参数进行修改，确保安全。

9) 数据传输稳定快捷，准确无误，无误码、掉段现象。

10) 支持在机床收/发通信参数不一致条件下的自动传输。

11) 代码或相关文件的远程上传，机床操作者在机床客户端，可发送特定指令，上传代码文件到相应服务器对应机床节点上。

12) 远程加工程序列表浏览，在机床端就可对文件进行自动调用。

13) 支持RS232软/硬协议及特殊协议。

14) 通讯参数自动备份技术，客户在移机或重装系统时，系统可智能恢复。

15) 远程调用支持子文件夹内文件调用。

16) 系统通讯日志，日志功能可查看传输的日期、时间、文件名以及上传还是下载等内容，用以记录操作者的操作过程及出错信息。

17) 系统锁功能，避免系统传输中发生停止、关闭等误操作。

18) 能够同一软件界面下，支持不论是RS232接口，还是可以连接到Hub的以太网卡的程序传输。

19) 采用有线的方式布置网络，保证网络稳定。

20) 具有互动式教学设备（计算机），能快速从教学资源管理平台中调用数据。

设备（软件）配置要求

2.2 PLM教学体验中心

总体应符合以下技术参数要求：

1） 能进行设计（二维、三维）、工艺（工艺卡片设计、工艺汇总）、CAM编程（数控车、数控铣）、DNC传输（加工代码对传）。

2) 须把现代化的企业生产流程引入到日常实训教学中，真实模拟现代企业的生产经营场景，形成统一数据源的设计、工艺、生产一体化流程，结合教学多媒体系统，突显现代化企业的真实办公经营场景。

3) 通过技术实施，体现分组分工合作的教学模式。

2.3 教学资源管理平台

总体应符合以下技术参数要求：

1) 采用服务器/客户端架构。管理服务器端以服务方式在Windows服务项内加载，具有开机无需登陆Windows即自动启动服务能力。

2) 提供产品结构树、设备结构树、文档结构树管理功能，可以对车间的设备和相关产品、零件及各类文档进行分类管理。

3) 对产品各节点属性可定义：名称、物料编码、材料、规格、重量、零部件类型、生产类型、处理类型、结构类型、代号等属性，创建人、创建时间、状态等项可自动产生。

4) 设计文档属性可定义：文件代号、名称、物理位置、文件类型、页面号、页面大小、复查员、校对、描述等属性。

5) 工艺文档（涵盖工艺流程、工艺卡片、代码文档、CAM文档等）可定：工艺规程编号、工艺规程版本、工序号、名称、车间代号、车间名称、文件代号、程序代号、影射名称、物理位置、单件理论工时、单件实际工时、总理论工时、总实际工时、文件类型、页面号、页面大小、复查员、比较、描述、流程状态等属性。

6) 支持树状结构建立。支持手工/自动批量导入设计文档方式建立产品结构树（提取导入的装配图明细表，自动生成产品结构树）。

7) 可批量导入设计/工艺图表文件，可提取标题栏内容中的零部件属性，自动将各文档放置在产品结构树的相应节点。

8) 对产品、部件、零件、文档支持借用功能，被借用对象可以更改，借用对象不得更改；被借用对象更改后，借用对象随之更改。同时支持复制、剪切功能。对借用体支持定位功能，即选择定位后能自动找到原被借用体。

9) 对各类文档提供外部引用功能，即某一文档可与其它文档建立关联关系。支持多文档引用，支持关联移除等功能。

10) 支持开放型数据库。对数控程序的各种信息，如程序号、图号、零件号、机床、用户信息等进行数据库管理。

11) 有用户管理和数据加密。用户管理中有人员管理、角色管理、相关用户管理，权限设置可以控制到零部件级。

12) 实现产品图文档的集中、安全的保存与管理。有检入库、检出库、归档库、模版库的设置，一个文件同一时间只能被一个人访问，一个文档被检出时，其他人只能浏览而不能检出修改。

13) 版本管理与程序代码及图文档的生命周期相关联，生命周期包含有新建、入库、出库、发布、重发布、归档等阶段，对应的文档有版本和工作版本之分。支持版本当前版本设置。

14) 与标准CAD/CAM/CAPP的集成，要求能浏览通用的二、三维设计及工艺文档。浏览过程中可做缩放、旋转、平移等操作；可与微软系列软件WORD、EXCEL、ACCESS、POWERPOINT等无缝集成；可加装浏览控件如：pvactivex.ocx、autovue等通用浏览控件及工具。

15) 对程序有完善的流程签审管理，完全支持编制、校对、审核、批准等流程。具有图形化的流程定义工具，支持并行流程，流程流转条件设定，责任人设定等；可以针对产品、部件、零件、文档等节点启动流程。

16) 提供流程监控工具，可对流程进行查询检索，并具备流程的强制暂停、终止、删除、继续等操作处理。可作模拟流程的历史重现；可查看流程的状态变更历史。可按流程模板进行任务的统计，如按状态统计、按执行人统计、按任务是否超期统计等。

17) 任务统计支持柱状图、饼状图、折线图显示，可设置各项统计时间段。

18) 可对程序文件进行模糊及复合的查寻，可以按零件、工号、机床、客户等各属性进行交叉服务的任意查询。

19) 可作工艺汇总、产品、部件、零件、标准件、自制件、外购件的汇总。可将汇总结果输出Excel、XML文档。

20) 具有组结构及设备管理功能，可增/删、属性编辑、人员权限分配等功能，节点采用树状结构。可通过设备结构树管理联网机床，能够为机床指派操作工并且对机床的加工代码进行管理。

21) 服务器端系统支持数据/文档的备份及恢复功能，具备定时自动备份功能。

22) 提供全面的日志记录，内容包括序号、用户、时间、事件、对象类型、位置。可对这些信息进行模糊查找检索，查找及输出Excel。

23) 该平台应搭建在专业服务器电脑上。

《软件技术参数要求表》

1、数控设备网络DNC系统技术参数

1) 要求具有网口的机床采用网口接入，其余全部采用有线智能终端方式接入，整个系统实现用一台服务器控制所有接入网络的机床通讯与程序管理。

2) 支持Fanuc、Siemens、Mazak、NUM、Mitsubishi、 Heidenhain、华中数控、广州数控等各种控制系统联网。

3) 对于较大程序加工时，支持在线加工及断点续传，可以方便地从程序的任意点、任意行或任意换刀处进行断点续传，支持断电、手工、自动应答三种断点续传功能。

4) 支持跨网段传输。

5) 单台服务器可支持超过256台数控机床之间的通讯，且互不干扰，具有极高的安全传输保障，确保24小时365天系统无故障传输。

6) DNC系统网络，支持线路受干扰后数据丢包、缺损的自动补齐，字符自动校验功能，以保证数据传输的可靠性。

7) 服务器端无人职守，通过远程控制功能，操作人员不用离开机床在机床控制面板前就能完成程序的发送与接收。

8) 通信模块面向数控设备进行自动传输/监测必须稳定可靠。

9) 通信模块机床参数设置具有加密功能，只有具备相应修改权限的人员才能对通信参数进行修改，确保安全。

10) 数据传输稳定快捷，准确无误，无误码、掉段现象。

11) 支持在机床收/发通信参数不一致条件下的自动传输。

12) 代码或相关文件的远程上传，机床操作者在机床客户端，可发送特定指令，上传代码文件到相应服务器对应机床节点上。

13) 远程加工程序列表浏览，在机床端就可对文件进行自动调用。

14) 支持RS232软/硬协议及特殊协议。

15) 通讯参数自动备份技术，客户在移机或重装系统时，系统可智能恢复。

16) 远程调用支持子文件夹内文件调用。

17) 系统通讯日志，日志功能可查看传输的日期、时间、文件名以及上传还是下载等内容，用以记录操作者的操作过程及出错信息。

18) 系统锁功能，避免系统传输中发生停止、关闭等误操作。

19) 能够同一软件界面下，支持任何标准的系列通讯硬件——不论是RS232接口，还是可以连接到Hub的以太网卡程序传输。

20) 支持RS232串口代码反馈的数据采集和RS232接口的条形码枪数据采集。

2、教学资源库管理平台技术参数

1) 采用服务器/客户端架构，完全支持网络浮动版，客户端可在网上任意浮动。管理服务器端以服务方式在Windows服务项内加载，具有开机无需登陆Windows即自动启动服务能力，适应服务器断电后自动来电重启，方便服务器的无人管理。

2) 在网络DNC系统中提供产品结构树、设备结构树、文档结构树管理，以便对车间的设备和相关产品、零件及各类文档进行分类管理。

3) 产品各节点属性可定义：名称、物料编码、材料、规格、重量、零部件类型、生产类型、处理类型、结构类型、代号等属性，创建人、创建时间、状态等项由系统自动产生。

4) 设计文档属性可定义：文件代号、名称、物理位置、文件类型、页面号、页面大小、复查员、校对、描述等属性。

5) 工艺文档（涵盖工艺流程、工艺卡片、代码文档、CAM文档等）可定：工艺规程编号、工艺规程版本、工序号、名称、车间代号、车间名称、文件代号、程序代号、影射名称、物理位置、单件理论工时、单件实际工时、总理论工时、总实际工时、文件类型、页面号、页面大小、复查员、比较、描述、流程状态等属性。

6) 产品结构树管理，支持树状结构建立。支持手工/自动批量导入设计文档（EXB、DWG）方式建立产品结构树（提取导入的装配图明细表，自动生成产品结构树）。

7) 可批量导入设计/工艺文件（EXB、DWG、CXP格式），提取标题栏内容中的零部件属性，自动将各文档放置在产品结构树的相应节点。

8) 对产品、部件、零件、文档支持借用功能，被借用对象可以更改，借用对象不得更改；被借用对象更改后，借用对象随之更改。同时支持复制、剪切功能。对借用体支持定位功能，即选择定位后能自动找到原被借用体。

9) 对各类文档提供外部引用功能，即某一文档可与其它文档建立关联关系。支持多文档引用，支持关联移除等功能。

10) 支持开放型数据库。对数控程序的各种信息，如程序号、图号、零件号、机床、用户信息等进行数据库管理。

11) 有用户管理和数据加密。用户管理中有人员管理、角色管理、相关用户管理，权限设置可以控制到零部件级。

12) 使用电子仓库（Vaults）实现产品图文档的集中、安全的保存与管理。有检入库、检出库、归档库、模版库的设置，一个文件同一时间只能被一个人访问，一个文档被检出时，其他人只能浏览而不能检出修改。

13) 版本管理与程序代码及图文档的生命周期相关联，生命周期包含有新建、入库、出库、发布、重发布、归档等阶段，对应的文档有版本和工作版本之分。支持版本当前版本设置，即回溯和清除。

14) 与标准CAD/CAM/CAPP的集成，要求能浏览通用的dwg、exb、ics、cxp等格式文档，能对三维图形文件或 CAXA CAPP 工艺文件直接浏览。浏览过程中可做缩放、旋转、平移等操作；可与微软系列软件WORD、EXCEL、ACCESS、POWERPOINT等无缝集成；可加装浏览控件如：pvactivex.ocx、autovue等通用浏览控件及工具。

15) 对程序有完善的流程签审管理，完全支持编制、校对、审核、批准等流程。具有图形化的流程定义工具，支持并行流程，流程流转条件设定，责任人设定等；可以针对产品、部件、零件、文档等节点启动流程。

16) 提供流程监控工具，可对流程进行查询检索，并具备流程的强制暂停、终止、删除、继续等操作处理。可作模拟流程的历史重现；可查看流程的状态变更历史。可按流程模板进行任务的统计，如按状态统计、按执行人统计、按任务是否超期统计等。

17) 任务统计支持柱状图、饼状图、折线图显示，可设置各项统计时间段。

18) 可对程序文件进行模糊及复合的查寻，可以按零件、工号、机床、客户等各属性进行交叉服务的任意查询。

19) 可加载CAXA圈红批阅组件，对生产过程中产生的EXB、DWG、CXP文档，在审核、校对阶段进行圈红批注等处理。

20) 在产品节点上，可作工艺汇总、产品、部件、零件、标准件、自制件、外购件的汇总。可将汇总结果输出Excel、XML文档。

21) 设备结构树管理：具有组结构及设备管理功能，可增/删、属性编辑、人员权限分配等功能，节点采用树状结构。通过设备结构树管理联网机床，能够为机床指派操作工并且对机床的加工代码进行管理。

22) 服务器端系统支持数据/文档的备份及恢复功能，且具备定时自动备份功能，可实现自动定时备份。

23) 系统日志管理——系统提供全面的日志记录，内容包括序号、用户、时间、事件、对象类型、位置。可对这些信息进行任意排序。可进行模糊查找检索，查找及输出Excel。日志以文件形式存储，并可设置日志存储路径。日志具有清除功能。

24) 系统能与公司的PDM、CAPP和ERP等进行系统集成，能够与现有系统实现在数据传递级、控件接口，共同组成工厂数字化制造系统。

25) 友好的界面，人性化的设计；服务器端软件安装人性化：服务器端软件安装时自动进行初始数据库的建立，能自动判断用户的计算机上SQL Server内是否已建立了本系统的管理数据库。不需要人为在SQL Server中手工建立库及手工导入库结构。

数控加工专业项目建设小组

2012年6月