計算機集成制造系統(tǒng)概論 (7) 計算機集成制造系統(tǒng)概論 第一章 第二章 計算機輔助設計 第三章 計算機輔助制造 第四章 計算機輔助工藝規(guī)程設計 第五章 計算機輔助質量保證 第六章 現(xiàn)代企業(yè)管理信息系統(tǒng) 第七章 計算機集成制造系統(tǒng)概論 第七章 第七章 1. 在 其通信特點各不相同： (1)企業(yè)級通信： 該層通信活動多涉及決策 、 管理 、 銷售 、 開發(fā) 、 辦公自動化等；在處理功能上涉及文件傳輸 、 事務處理 、數(shù)據(jù)檢索等 。 其通信特點： 數(shù)據(jù)容量大 ， 數(shù)據(jù)壽命長 ， 響應時間要求不高； 同層通信量大 ， 而與相鄰層通信量小 。 該層主要設備有主機 (大 、 中型機 )、 小型機等 。 第七章 (2)工廠級通信： 該層通信活動面向產(chǎn)品設計 ( 制造( 生產(chǎn)計劃與調度 ( 維護等；其通信特點： 數(shù)據(jù)量大 ， 數(shù)據(jù)壽命長 ， 響應速度稍快些； 該層與下層通信量大 。 該層主要設備有小型機 、 工作站等 。 (3)車間 /區(qū)域級通信： 該層通信活動涉及生產(chǎn)調度 、 生產(chǎn)控制與協(xié)調 、 作業(yè)管理等；它與工廠層聯(lián)系密切 。 其通信特點與工廠層類似 。 第七章 (4)單元級通信： 該層負責單元內(nèi)的活動 ， 協(xié)調加工站的活動等；其通信活動為兩種： 在本級中為協(xié)調任務而進行信息交換； 對加工站進行同步控制 ， 信息交換 。 它們分別為橫向與縱向通信 。 (5)加工工作站級通信： 該層負責生成和控制各個設備的工序 ，同步控制不同設備等；其通信活動比單元級頻繁 。 上述兩級 (單元級 、 工作站級 )通信特點： 數(shù)據(jù)量小 ， 數(shù)據(jù)壽命短； 接收與響應時間很快 (幾百毫秒級 )； 需要程序文件加載服務 ， 但不需要文件傳輸服務 。 第七章 (6)設備級通信： 該層次中存在大量設備 ， 但它們之間通信量很小 ， 主要是與上層的垂直縱向通信 ， 且一般不需要對接收信息進行確認 。 其通信特點： 數(shù)據(jù)量小 ， 數(shù)據(jù)壽命很短； 本層與加工站層通信量很大 。 第七章 2. 面向 為了滿足 就要建立與之相適應的計算機網(wǎng)絡 。 考慮要點如下： (1)采用局域網(wǎng)技術 ( 覆蓋范圍適中 ， 數(shù)據(jù)速率高 ， 安裝與維護簡單 ， 非常適合于制造環(huán)境的通信 ， 支持 (2)采用由多個異構局域網(wǎng)構成的互聯(lián)網(wǎng)絡 ， 形成分布式控制系統(tǒng)：可以支持 以選擇多種傳輸媒體和訪問方式 ， 適應不同通信需求；還可以降低子系統(tǒng)復雜性 ， 減少單個網(wǎng)中的結點數(shù) ， 便于故障檢測 、 隔離與排除 ，提高系統(tǒng)可靠性 。 第七章 (3)采用開放體系結構，即 證不同子系統(tǒng)及局域網(wǎng)的互聯(lián)，保證 總之 ， 面向 第七章 向 1. (1)由美國通用汽車公司 82年提出的用于工廠自動化環(huán)境的局域網(wǎng)標準。由美國波音公司 85年提出的用于辦公室自動化環(huán)境的局域網(wǎng)標準。 86年， 87年， 用成熟的 免了重復開發(fā)。 第七章 向 (2)為 7個協(xié)議層。 應用層 表示層 會話層 傳輸層 473 327 823 571) 506) 網(wǎng)絡層 鏈路層 物理層 7 6 5 4 3 2 1 第七章 向 物理層 /媒質訪問控制子層： 采用 即總線 物理電纜： 75歐姆同軸電纜 。 寬帶 采用寬帶多級雙二進制調制方式 (幅 /相位鍵控法 )， 將頻帶分割為 6個信道 ， 每個信道有 12 信道速率為 10需要總線頭端調制器 。 載波帶 采用相位相干調制方式 (移鍵控法 )，不用頭端調制器 ， 但傳輸長度不超過 1000米 ， 信道速率為5 鏈路層： 選用無連接 (數(shù)據(jù)報 )服務 ， 即 邏輯鏈路控制 )。 第七章 向 網(wǎng)絡層： 選用 473無連接互連網(wǎng)協(xié)議 ， 允許不同類局部網(wǎng)互連 。 傳送層 (傳輸層 )： 選用 473的第四類協(xié)議 ， 即 完成面向連接的服務 。 會話層： 選用 327面向連接的會話協(xié)議的核心與全雙工功能單元 。 表示層： 選用 823的核心功能單元 ， 提供數(shù)據(jù)格式變換服務 。 第七章 向 應用層： 采用三種交互方式： 聯(lián)系控制服務 共應用服務單元 )的核心功能 ， 實現(xiàn)網(wǎng)絡進程通信； 文件傳輸服務 571)： 實現(xiàn)文件傳遞 ， 存取 ， 管理； 制造報文服務 506)： 在異構自動化環(huán)境中 ， 負責制造設備通信 、 制造實時控制；采用了虛擬設備概念；提供了客戶 /服務器形式 。 其內(nèi)容包括： 506 I(服務規(guī)范 )， 506 議規(guī)范 )，506 器人控制 )， D 9506 控 )， D 9506 V(可編程控制器 )， 506 程控制 ) 第七章 向 (3)是在物理層與應用層有差異。 應用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡層 鏈路層 物理層 7 6 5 4 3 2 1 02 473 327 823 七章 向 物理層： 采用 送時檢測沖突的訪問方式 )、 線、 形網(wǎng) ，可靈活選擇其一。 應用層： 采用多種交互方式，包括： 件傳輸訪問與管理 業(yè)傳遞與加工 擬終端 子郵件、報文處理系統(tǒng) 據(jù)采集 程數(shù)據(jù)訪問 第七章 向 2. 基于 根據(jù) 設計多層結構的 (1)企業(yè)級： 采用 以互連主機、工作站等。 適合企業(yè)級的通信特點。其多種服務，如 以支持企業(yè)經(jīng)營管理、決策、 連，也與下層 (2)工廠級： 采用寬帶 產(chǎn)調度、 可以連接車間 /區(qū)域級控制設備，監(jiān)督協(xié)調車間生產(chǎn)過程。 決策 管理 經(jīng)營 企業(yè)級 工廠主干網(wǎng)： 或 工廠級 車間 / 區(qū)域級 單元級 加工 站級 設備級 車間控制 護 單元控制 信橋 信橋 車間子網(wǎng)： 車間子網(wǎng)： 站 機器人 地總線控制器 場地總線 傳感器 測量器 公共 數(shù)據(jù)網(wǎng) (第七章 第七章 向 (3)車間 /區(qū)域級： 從經(jīng)濟角度考慮，在車間級采用載波帶成分布于整個工廠的通信網(wǎng)絡；每個子網(wǎng)可連接單元控制器，組成裝配線、測試線、生產(chǎn)線；子網(wǎng)可以連接多個加工站控制器，實現(xiàn)任務的協(xié)調與同步，實現(xiàn)波帶 成縱向通信渠道。 (4)單元級： 與載波帶 (5)加工站級： 同上。 (6)設備級： 采用場地總線代替載波帶 利于互連各類底層設備。場地總線實現(xiàn)簡單，性能價格比好。 (雙絞線， 10K 。場地總線通過場地總線控制器與受控制器同步控制。 計算機集成制造系統(tǒng)概論 第七章 第七章 信息集成是 據(jù)庫是 1. (1)數(shù)據(jù)結構、類型、數(shù)據(jù)聯(lián)系復雜； (2)企業(yè)中的用于不同目的的數(shù)據(jù)庫業(yè)已存在，且各不相同，存在信息孤島； (3)數(shù)據(jù)賴以存在的軟硬件環(huán)境是異構分布型的； (4) 第七章 2. (1)多數(shù)據(jù)庫集成 對 決共享問題。其中涉及異構數(shù)據(jù)庫集成技術、聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫等。 (2)異構分布數(shù)據(jù)庫管理方法 包括異構 源數(shù)據(jù)庫模型、多源數(shù)據(jù)語言、模式轉換等等。 (3)涉及 放式客戶 /服務器技術、開放式 第七章 2. (4)涉及 長文本數(shù)據(jù)庫技術、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (5)企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫技術 涉及數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)聚類等等。 在上述研究中， 第七章 聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫 1. 概念 聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) （ 是在各個成員數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保持相對局部自治條件下 ， 可以通過協(xié)商進行合作的數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) 。 2. 特點 (1)成員自治性： 保持自己局部操作的特性 ， 自己決定概念模式 、 它與其他成員的聯(lián)系方式 。 (2)協(xié)商合作： 透明地互訪 ，從而共享資源 。 它是完全異構的多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 。 第七章 聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫 3. 對于一組異構的 i = 1,2,.,n)， 將其中的每個成員 其中 ， 接收 、 分解和執(zhí)行外來查詢的服務器 。 各 過 與其他成員交互 。 第七章 聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫 F - D B M D B M D B M D B M M 心 D B M 心 D B M M 成員 1 成員 2結果結果結果結果語言 1語言 1語言 2語言 2語言 2語言 1數(shù)據(jù)庫1數(shù)據(jù)庫2聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫 體系結構 第七章 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) 1. 體系結構 開放式多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構采用客戶 /服務器模型，分為四個層次。 (1)網(wǎng)絡層： 主要利用網(wǎng)絡服務系統(tǒng)來實現(xiàn)中間語言類 格數(shù)據(jù)結果、參數(shù)、狀態(tài)信息與控制信息的傳輸功能。 (2)標準接口層： 主要提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫標準接口，體現(xiàn)開放性；包括開放顧客接口和開放服務器接口兩個對應的模塊。其中， 第七章 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) 開放顧客接口 負責類 開放服務器接口 負責接收類 送表格數(shù)據(jù)結果。 (3)異構同化層： 主要負責用戶應用程序與底層數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)模式、數(shù)據(jù)語言的轉換工作，完成異構同化功能。包括開放顧客和開放服務器兩個對應的模塊。其中， 開放顧客 應付異構顧客，負責將用戶應用程序中的數(shù)據(jù)庫語言轉換成類 返回的表格數(shù)據(jù)結果轉換為用戶要求的數(shù)據(jù)結果格式； 第七章 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) 開放服務器 應付異構數(shù)據(jù)庫，負責將類 提交數(shù)據(jù)庫服務器的執(zhí)行，把數(shù)據(jù)庫服務器的結果轉換為表格數(shù)據(jù)結果返回給顧客。 (4)應用層： 向顧客提供了一種透明的數(shù)據(jù)庫機制。它包括顧客應用和數(shù)據(jù)庫服務器。其中， 顧客應用 負責接收用戶的數(shù)據(jù)庫請求 (以特定形式，如應用程序形式 )，并轉給開放顧客，把返回的數(shù)據(jù)結果提交給用戶； 數(shù)據(jù)庫服務器 實際上就是局部 責執(zhí)行數(shù)據(jù)庫請求，并把操作結果提交給開放服務器。 顧客應用開放顧客開放顧客接口顧客應用開放顧客數(shù)據(jù)庫服務器開放服務器開放服務器接口開放顧客接口數(shù)據(jù)庫 1數(shù)據(jù)庫服務器開放服務器開放服務器接口數(shù)據(jù)庫 Q Q 求結果 結果表格數(shù)據(jù)結果表格數(shù)據(jù)結果同化同化 界面同化 界面顧客 1顧客 第七章 開放式 多數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng) 體系結構 第七章 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) (1)多源數(shù)據(jù)模型 多源模式： 一個多源模式 P ., 多源子模式： 一個多源子模式 p , 其中 ， 這就意味著 第七章 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) 源標簽可定義為一個四元組： | 表示相應多源子模式 其中 ， 局部數(shù)據(jù)庫 )； 第七章 多源查詢處理器局部查詢處理器開放服務器接口標準庫接口開放顧客接口數(shù)據(jù)庫 1開放服務器接口數(shù)據(jù)庫 Q L 請求請求 表格數(shù)據(jù)結果異構同化 層局部查詢 局部查詢局部結果 局部結果局部查詢處理器標準庫接口標準庫接口表格數(shù)據(jù)結果表格數(shù)據(jù)結果類 S Q L 請求分布查詢 結果應用查詢處理器多源查詢 全局結果應用查詢 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) (2)多源數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng)結構 第七章 開放式多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng) (3)多源數(shù)據(jù)語言 數(shù)據(jù)庫集成語言： 數(shù)據(jù)庫集成語言主要是 其內(nèi)容涉及：多源模式 (集成模式 )、 多源子模式 、 多源屬性 、 源標簽 、 局部數(shù)據(jù)庫 、 局部子模式 、 導航屬性及導航描述