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應用技術研究及推廣的機構，服務對象則涉及工業(yè)、商業(yè)、交通、能源、環(huán)保金融、稅務、社會事務等多個領域。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部門委托的研究項目和面向多種用戶的服務型項目。先后獲得國家及省部級成果獎30多項，擁有了200余項國際國內領先的技術和產品，為中國計算機的普及、應用和發(fā)展做出了杰出貢獻。
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)、生產于一體的高新技術企業(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、電化學加工、電子束加工、等離子體加工等）領域開展新設備、新工藝的研究與開發(fā)。經過數(shù)十年的努力，現(xiàn)已發(fā)展成為擁有14000平米科研大樓、20000平米生產基地，在特殊材料特種加工、精密數(shù)控電加工機床、精密模具制造等領域具有一定知名度的現(xiàn)代化高科技企業(yè)。
一、關鍵詞
電火花成形機床云端壽命保障與工藝分享智能服務平臺旨在基于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析技術，在機床領域尤其是電火花特種加工領域建立一套云端服務平臺，通過采集和分析機床及其關鍵部件的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，構建云端壽命保障系統(tǒng)，同時為機加工企業(yè)提供工藝服務。
關鍵詞：壽命保障，云端工藝服務
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，在機床領域尤其是電火花特種加工領域建立一套云端服務平臺，通過采集和分析機床及其關鍵部件的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，構建云端壽命保障系統(tǒng)，同時為機加工企業(yè)提供工藝服務。該項目的建設主要包含兩方面內容：
1. 云端壽命保障系統(tǒng)
基于數(shù)據(jù)采集技術采集機床及其關鍵部件的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并結合數(shù)據(jù)分析技術對狀態(tài)數(shù)據(jù)進行可視化、整理挖掘、預測性分析等，使對機床的生產、使用、維護全過程可追溯，并實現(xiàn)對關鍵部件壽命的預測預警、故障定位，提升機床生產企業(yè)的售后服務能力，降低機床維修成本。
2. 云端工藝服務系統(tǒng)
實現(xiàn)不同地域、不同企業(yè)的工藝技術人員通過云端共享加工工藝文件，可為用戶提供遠程技術服務、解決復雜型腔類零件電火花加工的工藝技術難題。
三、測試床項目解決方案
1. 解決方案架構
該項目技術架構分6個層次，如圖1所示。
圖1 項目架構
數(shù)據(jù)庫層采用3種數(shù)據(jù)庫引擎，Redis數(shù)據(jù)庫用于當前實時數(shù)據(jù)存儲與查詢，Mysql數(shù)據(jù)庫用于一年內的數(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)議進行數(shù)據(jù)通訊，可實時進行數(shù)據(jù)查詢和參數(shù)設置；
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；
平臺服務層平臺包括工作流引擎、業(yè)務規(guī)則引擎、報表引擎、消息引擎、事務引擎、架構控制、安全認證、SOA架構、數(shù)據(jù)交換、集群支持、目錄服務、Web框架、服務擴展、云數(shù)據(jù)同步等，為用戶提供相應服務功能；
客戶端層支持PC、Pad、Mobile等多種設備接入方式。
該項目提供如下軟件功能：
通過狀態(tài)監(jiān)控服務可遠程采集機床狀態(tài)數(shù)據(jù)；
通過用戶權限管理服務，針對不同級別類型的用戶提供權限管理服務，用戶分級分權合法訪問軟件資源及獲取機床數(shù)據(jù)；
在加工工藝文件數(shù)據(jù)庫中存儲大量的、經過可靠性驗證的、具有通用性的工藝可執(zhí)行文件，工藝技術人員根據(jù)實際機床特性及待加工零部件類型、特征等確定具體文件，并在云端導入到本地機床控制器，控制機床運行，直接加工零部件；
在機床運行狀態(tài)及關鍵零部件狀態(tài)庫中存儲大量的機床運行狀態(tài)及關鍵零部件狀態(tài)數(shù)據(jù)，使得機床及關鍵零部件的運行狀態(tài)具有可追溯性；
通過機床故障診斷專家?guī)旒傻谋姸喙收夏Ｐ图肮收贤评頇C制，根據(jù)不同的零部件狀態(tài)組合預測機床可能發(fā)生的故障類型及部位，快速、預先定位故障隱患，減少損失。
2. 測試床預期效果
提升機床的智能化水平，使對機床的生產、使用、維護全過程可追溯，并實現(xiàn)對關鍵部件壽命的預測預警、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。通過遠程監(jiān)控和預測性維護，可提升機床生產企業(yè)的維修質量和售后服務能力，降低維修成本。
提升企業(yè)復雜型零件的加工能力，通過工藝服務系統(tǒng)可有效解決工藝技術難點，提高生產效率，提高成品率。通過云端共享加工工藝文件，為用戶提供遠程技術服務、解決復雜型腔類零件電火花加工的工藝技術難題。
四、測試床當前情況
1. 測試床當前建設情況
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)軟件的設計部署，機床極其關鍵部件的數(shù)據(jù)通過云端展示平臺可獲取到實時狀態(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中。
測試床的部署及操作將在北京市電加工研究所進行。物理組件中的電火花成形機床及數(shù)據(jù)采集板卡將安裝到北京市電加工研究所實驗室內，物理組件中的云端服務資源將安裝在北京市計算中心實驗室內。軟件平臺部署在云端服務器上，其他平臺測試單位依據(jù)管理權限參與到平臺測試中。