一种数控机床设计资源云模式的共享与调用方法

技术领域

本发明属于数控机床设计资源云服务的优化利用的方法，尤其涉及一种数 控机床设计资源云模式的共享与调用方法。

背景技术

制造的服务化、基于知识的创新能力，以及对各类制造资源的聚合与协同 能力、对环境的友好性已成为当前企业竞争力的关键要素和制造业信息化发展 的趋势。培育新型制造服务模式，满足制造企业最短的上市速度（Time）、最 好的质量（Quality）、最低的成本（Cost）、最优的服务（Service）、最清洁的 环境（Environment）和基于知识（Knowledge）的创新即TQCSEK的需求，是 我国制造业发展需要解决的重大问题。数控机床作为制造业的工作母机，其设 计资源的协同、共享、优化利用对我国制造业的发展具有至关重要的作用。

针对上述需求，本发明将代理技术应用到数控机床设计资源共享平台的资 源调用系统中，建立一种数控机床设计资源云模式的共享与调用方法，将位于 不同地点，隶属于不同组织的、不同类型的设计资源进行共享、优化利用，数 控机床设计人员通过虚拟平台通过客户端高效、优化地利用设计资源。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种数控机床设计资源云模式的共享与调用方 法，以实现优化、共享利用数控机床设计资源。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种数控机床设计资源云 模式的共享与调用方法，通过设计资源检索代理、设计资源总代理、设计资源 调用代理使用户能够高效、智能、优化利用数控机床设计资源，其特征是数控 机床设计资源云模式的共享与调用方法包括：

启动数控机床设计资源共享平台，对异构数控机床设计资源进行虚拟化封 装；

数控机床资源共享平台集成封装了数控机床设计过程所需的全部设计软 件、工具集等设计资源，这些设计资源按架构分为B/S架构和C/S架构型。数 控机床设计资源共享平台中包含的B/S架构和C/S架构的设计资源分别采用不 同的共享方式。对于B/S架构的设计资源采用数据库共享的方式，客户端与服 务器通过浏览器遵循统一的协议进行通信；对于C/S架构的设计资源采用终端 虚拟封装的共享方式，利用终端服务web访问技术实现设计资源的共享。

加载数控机床设计资源，数控机床设计资源共享平台服务器动态响应开辟 数控机床设计资源运行空间，调用独立的网络传输会话带宽和独立的内存空 间。

把设计资源的输入输出逻辑与计算逻辑指令隔离开来，当用户访问数控机 床资源共享平台封装的设计资源时，服务器会为用户开设独立的会话，占用独 立的内存空间，设计资源的计算逻辑指令在这个会话空间中运行，设计资源的 界面会通过网络传送到用户终端设备上，用户从服务器端实时接收设计资源运 行界面，获得与在本地运行设计资源一样的访问感受，使用户能够在任何时间、 任何地点、使用任何设备、采用任何网络连接来高效、安全地访问数控机床设 计资源共享平台上封装的设计资源。

根据数控机床设计资源匹配模型，计算设计资源与用户需求的同异反联系 度，获得数控机床设计资源匹配方案。

设计资源检索代理按照用户输入的检索条件进行智能匹配，其主要进行的 是多属性多目标的设计资源—用户需求匹配，建立该匹配模型，S={S₁,S₂,…S_k,… S_n}是数控机床设计资源共享平台上已经注册发布的设计资源，其中每个设计资 源都有P={P₁,P₂,…P_r,…P_m}个属性描述信息，这里的m值对不同类型的设计资 源可以采取不同的数值，针对每个属性信息都对应一个相应的权重值W=(ω₁, ω₂,…ω_m)，用来表征检索代理进行智能匹配时对每一个属性描述信息的重视 程度。

数控机床设计资源共享平台中所有的设计资源与用户需求的设计资源间 的联系度表达式为：

${\overrightarrow{\mu }}_k=\underset{r=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\omega }_r{\overrightarrow{\mu }}_{\mathrm{rk}}$

式中，为数控机床设计资源共享平台中设计资源S_k与设计用户需求之 间关于属性P_r的联系度，记设计资源集与用户需求的关联矩阵为ω_r为属性P_r的权重系数。

则数控机床设计资源共享平台包含的设计资源集与设计用户需求间贴近 度的数学模型为：

${\left(\mathrm{MCH}\right)}_k=\frac{{\left({\overrightarrow{\mu }}_k\right)}_{\mathrm{sm}}}{{\left({\overrightarrow{\mu }}_k\right)}_{\mathrm{sm}}+{\left({\overrightarrow{\mu }}_k\right)}_{\mathrm{ops}}}$

式中，为设计资源集与用户需求间联系度的同一性参数，为设 计资源集与用户需求间的对立性参数。

任意两个设计资源S_x和S_y与用户需求设计资源的联系度向量分别为

$\overrightarrow{{\mu }_x}=(a_x,b_x,c_x)$

$\overrightarrow{{\mu }_y}=(a_y,b_y,c_y)$

设计资源S_x和S_y的IDO相关系数

$\rho (x,y)=\left(\begin{array}{cc}\frac{\max \left(\right|a_x-a_y|,|b_x-b_y|,|c_x-c_y\left|\right)}{\sqrt{{(a_x-x_y)}^2+{(b_x-b_y)}^2+{(c_x-c_y)}^2}}& (x\ne y)\\ 1& (x=y)\end{array}\right)$

计算各个设计资源之间的IDO相关系数，得到模糊相似矩阵R

模糊相似矩阵R的传递闭包

t(R)＝R^*＝(r_ij^*)_n×n

任选λ∈[0,1]，对各个设计资源进行聚类，将的设计资源聚为一类， 分别为C₁,C₂,…C_g。将每个聚类里的相对最大贴进度进行排序得到绝对最大贴 进度，该最大贴进度所在的聚类认为是最贴近用户需求的设计资源组，将改组 设计资源作为匹配方案结果提供给用户。

依据数控机床设计资源访问控制策略，动态选取数控机床设计资源，调用 数控机床设计资源。数控机床设计资源访问控制策略，包括用户与设计资源之 间的权限控制及使用权限的获得方式。

用户获得某一项设计资源使用权限的方式分为购买和租用，购买或租用某 一设计资源用户最终得到不同的使用体验。

购买设计资源的用户具有所购买版本的该设计资源的永久使用权限，该权 限在设计资源的事物特性表里对购买用户做出特殊标记。

租用设计资源可以选择按使用次数、使用时长、计算量进行租用，使用次 数指的是用户调用启动相应服务的次数，无论有没有进行计算和计算结果如何 都按使用一次处理；使用时长指的是用户租用该设计资源的期限，可以是若干 天或若干月，在用户需用的使用期限内不限制用户的使用次数和计算量；计算 量指的是对用户的使用次数和使用时长都不做限制，而是按照用户实际调用设 计资源后进行设计的计算量进行收费，用户在调用服务却没有输入参数进行计 算的情况下不作为使用计算量处理。

本发明的有益效果是，数控机床设计资源云模式的共享与调用方法，解决 了数控机床设计资源的跨地域不均衡分布以及数控机床行业对设计资源共享 的需求问题，兼容性强，通用性和扩展性好。

附图说明

图1数控机床设计资源云模式的共享与调用方法结构示意图；

图2数控机床设计资源云模式的共享与调用方法流程示意图；

图3数控机床设计资源云模式的共享与调用方法智能匹配流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1是数控机床设计资源云模式的共享与调用方法结构图，由图可知该方 法通过数控机床设计资源检索代理、数控机床设计资源总代理、数控机床设计 资源调用代理完成数控机床设计资源云模式的共享与调用。图2是数控机床设 计资源云模式的共享与调用方法流程图，设计资源检索代理接收用户发送的设 计资源请求，并从数控机床设计资源共享平台匹配出符合用户需求的设计资源 解决方案提供给用户，用户从中选择一项自己需要使用的设计资源向设计资源 调用代理发送调用请求，经过设计资源总代理的权限判断由设计资源调用代理 调用该设计资源使其在云计算环境中运行计算出用户期待的结果返回给用户。

实施例

1、启动数控机床设计资源共享平台，对异构数控机床设计资源进行虚拟 化封装。数控机床设计资源在虚拟化封装时对非数值型属性进行了离散化等级 划分，以便于匹配计算，如下表1所示：

表1非数值型属性离散化等价划分

选取7个数控机床设计资源进行虚拟化封装，这些设计资源的架构及封装 方式如表2所示：

表2设计资源虚拟化封装事例

2、用户发送检索请求，检索条件为“主轴”、“2”、“100”。1.1启动数控机 床设计资源共享平台，加载数控机床设计资源，数控机床设计资源共享平台服 务器动态响应开辟数控机床设计资源运行空间，调用独立的网络传输会话带宽 和独立的内存空间。数控机床资源共享平台上封装的7个设计资源属性信息如 表3所示：

表3数控机床设计资源共享平台封装7个设计资源属性信息

图3为数控机床设计资源云模式的共享与调用方法智能匹配流程图，设计 资源检索代理计算数控机床设计资源共享平台封装的设计资源与用户需求间 的联系度，进而计算所有设计资源之间的相关系数得到模糊相似矩阵，由模糊 相似矩阵计算得到模糊等价矩阵，通过符合实际的λ对设计资源进行聚类，计 算每个聚类中的相对最大贴进度并排序得到绝对最大贴进度，那么绝对最大贴 进度所在的聚类即为匹配方案提供给用户。

2.1数控机床设计资源共享平台包含的设计资源集与设计用户需求间贴近 度的数学模型为：

${\left(\mathrm{MCH}\right)}_k=\frac{{\left({\overrightarrow{u}}_k\right)}_{\mathrm{sm}}}{{\left({\overrightarrow{u}}_k\right)}_{\mathrm{sm}}+{\left({\overrightarrow{u}}_k\right)}_{\mathrm{ops}}}$

2.2权重向量W=(0.8,0.1,0.1)，计算7个设计资源与用户检索条件间的同 异反联系度，结果列于表4：

表4设计资源与用户需求的同异反联系度

2.3计算各个设计资源间的相关系数得到模糊相似矩阵：

$R=\left(\begin{array}{ccccccc}1& 0.74& 0.80& 0.72& 0.71& 0.72& 0.80\\ 0.74& 1& 0.80& 0.72& 0.71& 0.72& 0.79\\ 0.80& 0.80& 1& 0.79& 0.80& 0.81& 0.80\\ 0.72& 0.72& 0.79& 1& 0.79& 0.71& 0.72\\ 0.71& 0.71& 0.80& 0.79& 1& 0.77& 0.71\\ 0.72& 0.72& 0.81& 0.71& 0.77& 1& 0.73\\ 0.80& 0.79& 0.80& 0.72& 0.71& 0.73& 1\end{array}\right)$

2.4模糊等价矩阵

$R^{*}=\left(\begin{array}{ccccccc}1& 0.80& 0.80& 0.79& 0.80& 0.80& 0.79\\ 0.80& 1& 0.80& 0.79& 0.80& 0.80& 0.79\\ 0.80& 0.80& 1& 0.79& 0.80& 0.81& 0.80\\ 0.79& 0.79& 0.79& 1& 0.79& 0.79& 0.79\\ 0.80& 0.80& 0.80& 0.79& 1& 0.80& 0.79\\ 0.80& 0.80& 0.81& 0.79& 0.80& 1& 0.79\\ 0.79& 0.79& 0.79& 0.79& 0.79& 0.79& 1\end{array}\right)$

2.5取λ=0.79，聚类结果为{2,4,5}，{3,6}，{1,7}，每一类中相对最大贴进 度为

(MCH)′₂＝0.9816，(MCH)′₆＝0.93，(MCH)′₇＝1

则绝对最大贴进度为(MCH)₇=1，所以把第7个设计资源所在的聚类{1， 7}作为匹配结果方案返回给用户。

3、用户从设计资源检索代理匹配出的设计资源1和设计资源7中选择一 项符合自己需求的设计资源向设计资源调用代理发送调用请求，设计资源总代 理对其权限进行监控，对于有权限的用户直接由调用代理启动服务给用户使 用，对于权限不足的用户则提供其购买或租用来获得权限的方式。