基于CORBA的网络化制造研究和实现
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摘要
基于CORBA的网络化制造软件平台研究和实现是针对传统制造业在现代信息化和网络化时代所面临的挑战和机遇而提出的解决方案。现代化的信息技术、计算机技术、Internet技术等促使制造技术朝着微小化、集成化、智能化、绿色化、网络化方向发展。本论文结合我国国情研究了将基于CORBA的网络化制造技术应用于制造业设备底层信息管理中的建模和实现问题，具体内容如下：
首先，从国内外制造业的发展现状，研究了制造业面临的问题。提出了数控设备改造的可行性以及将分布式技术应用在制造业的可行性。研究比较了三种主要分布式技术：基于COM的OPC技术、基于RMI的JAVA技术和基于CORBA的分布式对象计算机技术。选定基于CORBA的分布式技术来管理设备底层信息。
其次介绍了CORBA规范的发展历史和主要内容。CORBA技术作为当前主流的分布式技术，是基于OMG的OMA模型而建立的，本论文提出的网络化制造模型就以OMG的OMA模型而建立。随后研究了应用这个模型的几个关键技术研究。
再次，研究了CORBA规范的命名服务结构和事件服务结构，详细地介绍了这两个服务的内容和结构。根据网络化制造模型，研究了命名服务和事件服务的实现问题。这两个服务将是网络化制造中最为关键的服务。
在这些研究的基础上，本论文给出一个基于CORBA的网络化制造系统实例，采用命名服务和事件服务，以数控系统和伺服系统设备为模型，在机电学院的内部局域网内的实现。提出了命名服务中间件的概念并创建了应用实例。
最后，针对设备数据采集的实时性，研究了实时CORBA技术，展望了将实时CORBA的实现ACE-TAO技术应用到网络化制造的前景，并将在数控网络化改造方面提供宝贵的经验。
The research and Implement of CORBA-based network-manufacture is the solution scheme in allusion to the fact that the traditional manufacturing is facing with chances and challenges in the information and network times. Modern information technology、computing technology and Internet technology urge the manufacturing technology along the way to tiny、integration、intelligent、green、networking. This paper integrate the situation of our country and researches the questions of modeling and implement of using CORBA-based network-manufacturing in information management of devices at substrate of manufacture enterprise, the main content of the paper as follows:
First, according to the status of manufacturing of international and our country, research the question that manufacturing is facing. We present the feasibility of the reconstruct of CNCs and the using of distributed technology to manufacturing. Then we research three main distributed technologies: COM based OPC、RMI based JAVA and CORBA based DOC. Finally we think the CORBA based DOC is the best solution.
Then this paper introduces the history and content of the CORBA specification. The CORBA as the leading distributed technology is based on the OMA model of OMG. The model that this paper gives accords to the OMA. Then researches some key technologies in using this model.
Then this paper researches the structure of Naming service and Event service of CORBA specification and introduces the two service's content and structure in detail. According to the model, researches the implementation of the two services. This two services is the key services of network-manufacture.
Based on the researches, this paper gives an example of
network-manufacture. This example uses Naming service and Event service, the CNCs and Servos as the models, is implemented in Intranet of machtronic apartment. Also this paper gives Naming middleware concept and an instance of the software.
Finally according to the Real-Time requirement of data acquirement of devices, this paper researches the Real-Time CORBA and gives the prospect of using ACE-TAO in network-manufacturing. This paper gives valuable experiences in reconstructing the CNC adapt to network-manufacture.
首先，从国内外制造业的发展现状，研究了制造业面临的问题。提出了数控设备改造的可行性以及将分布式技术应用在制造业的可行性。研究比较了三种主要分布式技术：基于COM的OPC技术、基于RMI的JAVA技术和基于CORBA的分布式对象计算机技术。选定基于CORBA的分布式技术来管理设备底层信息。
其次介绍了CORBA规范的发展历史和主要内容。CORBA技术作为当前主流的分布式技术，是基于OMG的OMA模型而建立的，本论文提出的网络化制造模型就以OMG的OMA模型而建立。随后研究了应用这个模型的几个关键技术研究。
再次，研究了CORBA规范的命名服务结构和事件服务结构，详细地介绍了这两个服务的内容和结构。根据网络化制造模型，研究了命名服务和事件服务的实现问题。这两个服务将是网络化制造中最为关键的服务。
在这些研究的基础上，本论文给出一个基于CORBA的网络化制造系统实例，采用命名服务和事件服务，以数控系统和伺服系统设备为模型，在机电学院的内部局域网内的实现。提出了命名服务中间件的概念并创建了应用实例。
最后，针对设备数据采集的实时性，研究了实时CORBA技术，展望了将实时CORBA的实现ACE-TAO技术应用到网络化制造的前景，并将在数控网络化改造方面提供宝贵的经验。
The research and Implement of CORBA-based network-manufacture is the solution scheme in allusion to the fact that the traditional manufacturing is facing with chances and challenges in the information and network times. Modern information technology、computing technology and Internet technology urge the manufacturing technology along the way to tiny、integration、intelligent、green、networking. This paper integrate the situation of our country and researches the questions of modeling and implement of using CORBA-based network-manufacturing in information management of devices at substrate of manufacture enterprise, the main content of the paper as follows:
First, according to the status of manufacturing of international and our country, research the question that manufacturing is facing. We present the feasibility of the reconstruct of CNCs and the using of distributed technology to manufacturing. Then we research three main distributed technologies: COM based OPC、RMI based JAVA and CORBA based DOC. Finally we think the CORBA based DOC is the best solution.
Then this paper introduces the history and content of the CORBA specification. The CORBA as the leading distributed technology is based on the OMA model of OMG. The model that this paper gives accords to the OMA. Then researches some key technologies in using this model.
Then this paper researches the structure of Naming service and Event service of CORBA specification and introduces the two service's content and structure in detail. According to the model, researches the implementation of the two services. This two services is the key services of network-manufacture.
Based on the researches, this paper gives an example of
network-manufacture. This example uses Naming service and Event service, the CNCs and Servos as the models, is implemented in Intranet of machtronic apartment. Also this paper gives Naming middleware concept and an instance of the software.
Finally according to the Real-Time requirement of data acquirement of devices, this paper researches the Real-Time CORBA and gives the prospect of using ACE-TAO in network-manufacturing. This paper gives valuable experiences in reconstructing the CNC adapt to network-manufacture.
引文
1 Robert Orfali, Dan Harkey, Jeri Edwards. 智能CORBA. 陈章渊等译. 电子工业出版社，1999年：3～20
2 汪芸．CORBA技术及其应用．东南大学出版社, 1996年：218～230
3 陆奎．以PLC为基础的分布式工业自动控制系统．选煤技术. 2000年．第2期：48～51
4 R.Otte, P.Patrick, M.Roy. CORBA教程：公共对象请求代理体系结构. 李师贤译. 清华大学出版社,1999年:30～50
5 马国华．监控组态软件及其应用．清华大学出版社, 2001年：75～90
6 张培忠.柔性制造系统．机械工业出版社，1998：1～19
7 吴秋峰 自动化系统计算机网络 机械工业出版社 2001年：30～50
8 邢建春 工业控制软件互操作标准OPC综述 工业控制计算机 2000年13卷第一期：60～65
9 白建华 开放式CNC与现代运动控制技术的发展 机电工程 2001年第18卷第4期：5～9
10 汪正洋 CORBA技术在系统集成中的应用 工业控制计算机 2001年14卷第3期：35～40
11 孙浩 B/W模式工作流系统基于CORBA的实现 工业控制计算机2001年14卷第3期：32～36
12 唐济扬 基于现场总线技术的先进控制系统 制造业自动化 2002年第22卷第7期：51～54
13 韦文斌 基于多代理的分布式车间控制系统的研究 机械设计与制造工程2001年第30卷第1期：87～92
14 OMG CORBA：Architecture and specification http://www.omg.org
15 ADVANTECH Automation Corporation. eAutomation Solution Guide Vol.22
Andrew Lyons. Bridging the Embedded and Connected Worlds with CORBA
16 Real-Time 99-3
17 徐新华. COM CORBA 和 Internet 编程技术.清华大学出版社 2000年：70～140
18 Dirk Slama. Jason Garbis. Perry Russell. CORBA企业解决方案. 机械工业出版社，2001年
19 Michi Henning. Steve Vinoski. Advanced CORBA Programming with C++. Addison-Wesley，2000年：3～395 553～591 660～688
20 OMG. CORBA Services. Object Management Group Press.2001年：5～120
21 Jason Pritchard. COM and CORBA side by side. Addison Wesley.1999年：7～278
22 Arno Puder Kay Romer. MICO：An Open Source CORBA Implementation. Morgan Kaufmann.2000年：96～120
23 Fintan Bolton. Pure CORBA. Sams. 2001年：56～78
24 Douglas C. Schmidt, Stephen D. Huston. C++ Network Programming, Vol. 1: Mastering Complexity with ACE and Patterns. Addison Wesley. 2001年：35～93
25 Douglas C. Schmidt, Stephen D. Huston. C++ Network Programming, Volume 2: Systematic Reuse with ACE and Frameworks. Addison Wesley. 2001年：35～93
26 Gerald Brose, Andreas Vogel,Keith Duddy. Java Programming with CORBA:Advanced Techniques for Building Distributed Applications. John Wiley & Sons. 2001年：95～118
27 Michael McCaffery. Official VisiBroker for Java Handbook. MacMillan Publishing Company 1999年：43～97
28 Jon Siegel. CORBA 3 Fundamentals and Programming. John Wiley & Sons. 2000年：33～67
29 Andreas Vogel. C++ Programming with CORBA. John Wiley & Sons. 1999年：98～230
30 Ulrich Lang, Rudolf Schreiner. Developing Secure Distributed Systems with CORBA. Artech House. 2002年：93～230
31 Reaz Hoque. CORBA for Real Programmers. Morgan Kaufmann. 1999年：33～123
32 Henry Balen. Distributed Object Architectures with CORBA. Cambridge Univ Press. 2000年：98～230
33 Suhail Ahmed. CORBA Programming Unleashed. Sams. 1998年：3～580
34 Jeremy L. Rosenberger. Teach Yourself Corba in 14 Days. 1998年：2～545
35 Damiano. Advanced Corba Programming. Pearson Professional Education. 2002年：23～232
36 Jon Siegel. Quick CORBA 3. John Wiley & Sons. 2001年：320～373
37 Dominic Baines. Samba 技术内幕. 沈立等译. 机械工业出版社. 2000年：70～128
38 梁志刚. C++ Builder 5 开发人员指南. 机械工业出版社，2000年：56～98
39 Charlie Calvert. C++BUILDER应用开发大全. 徐科等译. 清华大学出版社，1999年：245～302
40 范逸之 江文贤 陈立元. C++ Builder与RS-232串列通讯控制. 清华大学出版社，2002年：78～99
41 付永红等. 基于Windows下数控软件的设计和实现. 机电一体化，2001年第1期：28～31
42 黄大贵. 微机数控系统. 电子科技大学出版社，1995年：30～61
43 白建华，黄海峰. 开放式CNC与现代运动控制技术的发展. 机电工程，2001年第4期：1～4
44 张运坡等. 基于COM技术的开放式数控系统体系结构的研究. 机械与电子，2001年第5期：39～40
45 李佳特. 数控技术的发展. 机械工艺师，2001年第3期：5～7
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