行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研發(II)
研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 98-2221-E-151-065- 執 行 期 間 ： 98 年 08 月 01 日至 99 年 10 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立高雄應用科技大學機械工程系 計 畫 主 持 人 ： 高永洲 共 同 主 持 人 ： 陳茂盛 計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：林明欣 碩士班研究生-兼任助理人員：楊宗儒 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢中 華 民 國 100 年 01 月 29 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫
;
成 果 報 告
□期中進度報告
智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研發(II)
計畫類別：
;
個別型計畫 □整合型計畫
計畫編號：
NSC 98-2221-E-151-065
執行期間：
98 年 08 月 01 日 至 99 年 10 月 31 日
執行機構及系所：
國立高雄應用科技大學機械工程系
計畫主持人：
高永洲
共同主持人：
陳茂盛
計畫參與人員：
林明欣、楊宗儒、何俊廷
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：
;
精簡報告 □完整報告
本計畫除繳交成果報告外，另須繳交以下出國心得報告：
☑赴國外出差或研習心得報告
□赴大陸地區出差或研習心得報告
□出席國際學術會議心得報告
□國際合作研究計畫國外研究報告
處理方式：
除列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年
;
二年後可公開查詢
中 華 民 國 九十九 年 十 月 三十一 日
行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研發(II)
Research on the Intelligent Virtual Multi-axis Machine Tool Remote Service System (II) 計 畫 編 號：NSC 98-2221-E-151-065 執 行 期 限：98 年 08 月 01 日 至 99 年 10 月 31 日 主 持 人：高永洲 國立高雄應用科技大學機械工程系 共 同 主 持 人：陳茂盛 國立高雄應用科技大學機械工程系 計畫參與人員：林明欣、楊宗儒、何俊廷 國立高雄應用科技大學機械工程系 一、中文摘要 Abstract
This project is entitled “Research on an Intelligent Virtual Multi-axis Machine Tool Remote Service System (II)” and was supposed to be the second year project of the third subproject of an integrated project with the title “Research on Remote Service Intelligent Virtual Multi-axis Machine Tool System”.
本計畫「智慧型虛擬多軸工具機遠距服務 系統之研發(II)」，本為整合型「具遠距服務智 慧型虛擬多軸工具機系統之研發(II)」的子計 畫三，規劃為三年期之研究，但今年度以個別 型專題研究計畫「具遠距服務智慧型虛擬多軸 工具機系統之研發(II)」執行，其主要目的是 進行智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之 建構，研究重點為網路Web Service 分散式服 務機制初步探討，並利用OWL(Web Ontology Language)與智慧型代理人開發工具，建構智慧 型虛擬多軸工具機遠距服務系統智慧型代理 人之領域類別知識、分析與建立智慧型虛擬多 軸工具機遠距服務系統智慧型代理人互動行 為模式與溝通機制，以做為第三年智慧型虛擬 多軸工具機遠距服務系統測試與整合的基礎。
The aim of this research was to in-depth realize the integrated project on remote service for intelligent virtual multi-axis machine tool system and its sub-project focusing on the properties and behavior model of related engineering service ontology, and to establish the ontology of sub-systems so as to conduct intelligent virtual multi-axis machine tool engineering knowledge analysis and design. The underlying networking protocol analysis and design were also conducted. The agent-based intelligent virtual multi-axis tool machine remote service, system environment evaluation and feasibility study were executed to serve as the basis for the second year research on an ontology-based intelligent virtual multi-axis machine tool remote service and system implementation. 本年度之研究已經順利完成 Web Service 分散式服務機制可行性評估，同時利用 OWL 開發環境建構智慧型虛擬多軸工具機遠距服 務系統，智慧型代理人之領域類別服務知識； 並進行異質代理人溝通測試，服務代理人可透 過「知識諮詢暨處理語言(KQML, Knowledge Query Manipulation Language)」與 FIAP(The Foundation for Intelligent Physical Agent)之「代
理 人 溝 通 語 言(ACL, Agent Communication
Language)」進行智慧型虛擬多軸工具機遠距服 務，並透過網路傳輸功能，完成「移動式代理 人(Mobile Agent)」服務機制之建置以及智慧型 虛擬多軸工具機遠距服務機制與系統環境實 作可行性評估。
This project has successfully adopted AgentBuilder tool for the development and integration of intelligent virtual multi-axis machine tool remote service platform related 關鍵詞：分散式系統、軟體代理人、智慧型虛
ontology in facilitating a service agent to be capable of providing a network-distributed intelligent virtual multi-axis machine tool remote service system. The knowledge query manipulation language (KQML) has been used in the developed system communication and a prototype of mobile agent service mechanism has been developed towards an intelligent virtual multi-axis machine tool remote service platform. Keywords: Distributed System, Software Agent,
Intelligent Virtual Machine Tool 二、緣由與目的 由於電腦、網路與通訊等資訊科技不斷 進步與創新，傳統之機械設計與製造技術，若 能結合這些新興技術，將能有很大的機會產生 創新性的應用，進一步提昇製造產業之全球競 爭力；例如，協同式電腦輔助設計、製造與工 程分析(Collaborative CAD/CAM/CAE)相關之 商業化系統與研究發展[1]等，同時，亦可透過 網際網路對電腦數值控制加工(CNC)設備進行 遠距監控、加工製造、組裝、預兆診斷等前瞻 應用。 國內於分散式導向技術近十年來的研究 與相關技術於製造系統之應用，亦頗受重視而 且也愈趨成熟，例如，鄭芳田教授利用物件導 向分析與設計技術，使用C++程式語言，建構 CORBA為基之分散式半導體封裝工廠，以及 電腦整合製造系統控制之研究[2]，發展半導體 廠e化診斷與保養維修相關技術，並針對其架 構、監控與伺服器安全分析與設計等進行探討 [3]；最近幾年則更進一步發展Web Service分 散式環境的應用及半導體廠之虛擬量測技術 [4]；清華大學張瑞芬教授[5]致力於發展以知 識為基之協同設計動態推論智慧系統，改善傳 統之CAD/PLM之環境，並發展以知識為基之 LCD製程自動派工智慧型製造系統。 國外在這方面之相關技術研究中，Shaw C. Feng [6,7]發展智慧型代理人，其代理人於系 統中可執行製程規劃、加工模式預測與加工控 制，整合電腦輔助設計、製程資源資料庫、NC 加工程式，建立多代理人進行製程規劃及加工 知識庫；該系統有製程規劃代理人、加工移除 率模式代理人、刀具材料選擇代理人、刀具壽 命模式代理人、NC加工代理人等功能，為一 套智慧型網路製程整合平台。Weiming Shen[8] 等人，致力於研究以代理人為基之智慧型製造 系統，其發展之智慧型製造系統代理人之方法 與功能，包含製造系統整合、協同與製程規劃 等相關機制與技術。S.Q. Xie [9]等，致力於代 理人技術應用於協同製程規劃，其代理人技術 包括相關架構、通訊、協調與協定等製造系統 相關技術與功能等。H.B. Qiu等[10]則利用代 理人與Web服務為基之整合協同架構，發展一 套協同設計、製程規劃與製造加工系統。由此 可知，智慧型代理人整合架構，已可應用於加 工製程，亦即智慧型分散式整合平台是值得發 展的新領域。 三、分散式網路服務環境 3-1 聯網服務(Web Service) 聯網服務是一種以軟體元件，透過網路通 訊協定及資料標準格式(如HTTP、XML、SOAP 等)，提供分散式應用程式服務。服務元件是 以遵循Web開放標準為基礎，可建構分散式聯 網服務架構，有關聯網服務的協定標準說明如 下[11][12]：
3-1-1 UDDI (Universal Description Discovery and Integration)
UDDI 為全球探索描述與整合，即定義與
發現Web Service 的方法。UDDI 的主要功能，
主要是將企業所提供的各種聯網服務及聯網
服務名稱儲存於資料庫內，並以XML 格式來
描述商業實體所提供之 Web Service，提供企
業透過網路，以電子化的方式搜尋可供使用的 聯網服務，加速企業聯網服務整合。
3-1-2 WSDL (Web Service Description Language) WSDL 為聯網服務描述語言，是由 IBM 與微軟公司共同制定，以XML 格式來描述提 供者的聯網服務，其主要目的是讓用戶端知道 如何使用Web Service。其內容包括(1)伺服端 所提供之聯網服務及聯網服務之相對服務方
法，以及(2)服務要求者與服務提供者如何溝 通，包括傳輸協定、格式、參數等。
WSDL 文 件 中 共 包 含 服 務 實 作 定 義
(Service Implementation Definition)與服務介面 定義(Service Interface Definition)，如表 1 所示：
表1 網路服務描述語言定義說明
Service WDSL 文件所描述 Web Service 之集合
服務實作定義
Port Web Service Binding 所用到的埠(port)
Binding 定義binding 所使用的通訊協定
PortType Service 所有 ports 所提供之全部方法(operation)
Message Web service 所接受或送出之訊息
服務介面定義
Types Abstract data type definition
3-1-3 SOAP (Simple Object Access Protocol) Web Service 是採用 XML 標準格式傳送 資料，可以跨平台達到遠端程序呼叫(Remote Procedure Call, RPC)的目的，並透過標準通訊 協定來傳送訊息。 SOAP 為簡單物件存取協定，可以藉此通 訊協定，於分散式網路環境，達到資料交換的 目的。SOAP 是一種彈性較高之 XML-RPC 系 統，有較好的傳輸效率，可互傳較複雜資料。 3-2 網路服務流程 分散式網路服務系統主要元件共分(1)服 務 提 供 者(Service Provider) 、 服 務 要 求 者
(Service Requester) 與 服 務 代 理 人 (Service Broker)，網路服務架構如圖 1 所示，其運作流 程說明如下： 首先，服務提供者依 WSDL 格式標準向 網路服務代理人(UDDI)註冊，網路服務代理人 會回授註冊成功訊息給服務提供者；服務要求 者欲想使用分散式網路環境之網路服務時，可 向服務代理人查詢並得到查詢結果；服務要求 者會依據資訊向服務提供者取得聯網服務描 述 WSDL 檔案，隨後服務要求者依照 WSDL 檔案的描述、Binding 及使用網路服務，最後 服務提供者回傳回授服務結果給服務要求者。 圖1 聯網網路服務架構圖
3-3 以 JAVA 實作三軸虛擬工具機網路服務 智慧型虛擬多軸工具機知識領域類別集 合，在原本規劃的整合型計畫運作模式中，成
功大學是以Microsoft Visual Studio C++為開發
工具，虎科大則是以Borland C++ Builder 為開
發工具。各領域類別所開發出來的服務元件， 為達成系統整合服務之目的，需轉成動態連結 檔(Dynamic Link Library, DLL)，再利用 JAVA JNI (JAVA Native Interface)進行功能整合，以
便建立各領域類別擁有相對之分散式領域類 別方法與屬性之服務。 有 關 聯 網 網 路 服 務 機 制 ， 利 用Eclipse JAVA環境進行Web Service測試[13]，設計伺服 端與客戶端之程式，經編譯後聯網網路服務之 WSDL相關檔案如圖 2 所示，客戶端可執行伺 服端之三軸虛擬工具機刀具模擬網路服務，執 行畫面如圖3 所示。 圖2 虛擬工具機加工模擬 WSDL 網路服務檔 圖3 客戶端虛擬工具機刀具模擬網路服務畫面 四、智慧型虛擬多軸工具機知識領域類別集合 本計畫將各子系統所提供的聯網網路服 務元件，實作成一個服務平台，各子計畫所發 4-1 系統知識領域類別集合(ontology)規劃
展之演算法可製作成動態連結程式庫(DLL)， 應用Web Service技術建構整個智慧型虛擬多 軸工具機系統於網路環境中，主要功能為提供 遠距協同工程進行協同合作過程中的工程資 料交換、資源分享與知識庫、資料庫存取等功 能[14][15]。 智慧型虛擬多軸工具機知識領域類別集 合，依照子計畫一與子計畫二所規劃之服務功 能，其服務功能定義圖，如圖4 所示。系統於 分散式網路環境進行服務，服務系統訊息溝通 架構圖，如圖 5 所示。領域類別集合可利用 OWL開發工具，建立智慧型虛擬多軸工具機知
識 領 域 類 別 集 合 相 關OWL (Ontology Web
Language)[16][17]。
Service Profile
Virtual MT
activity Virtual Controller activity CAM/CAPP activity Remote Service activity MT Manufacturability Evaluation MT Simulation MT Machining Accuracy MT Assembly Collision Avoidance Virtual Controller HMI Post/Reverse Post NC Interpretation Feature CAPP Agent Communication Protocol Exchange MT Ontology Base is-a is-a is-a is-a is-a is-a is-a is-a is-a is-a is-a is-a Manufacturability Evaluation Service MT Assembly
Service MT SimulationService
Machining Accuracy Service Collision Avoidance Service Feature CAPP Service NC Interpretation Service Post/Reverse Post Service Virtual Controller HMI Service MT Ontology Base Service Protocol Exchange Service Agent Communication Service Achieves Achieves Achieves Achieves Achieves Achieves Achieves Achieves Achieves AchievesAchieves Achieves 圖4 系統服務知識領域類別集合
DF: Directory Facilitator UDDI: Universal Description, Discovery and Integration ACL: Agent Communication language FIPA: Foundation of Intelligent Physical Agent
WSDL: Web Services Description Language SOAP: Simple Object Access Protocol
圖6 OWL 開發工具 protégé 本計畫採用 Protégé 環境，進行領域類別 集合之建構，目前已經進行 Protégé 功能測試 實作，如圖6 所示，以便建立智慧型虛擬工具 機知識領域類別集合服務定義(Domain)，並轉 出 W3C 制 定 之 OWL/RDF (Resource Description Framework)標準檔案，可進行知識 定義之推論查詢，RDF 標準檔案可作為代理人 溝通時之內容根據。 五、代理人開發工具 5-1 代理人溝通語言 FIPA 標準規範
FIPA (The Foundation for Intelligent Physical Agent)是 IEEE 電腦協會標準組織為 推廣代理人相關的技術與其它技術標準的互 通性而制定的。FIPA 於 2005 年 6 月於 IEEE 第十一屆委員會正式成為 IEEE 於代理人與多 代理人系統之標準。FIPA 同時聚焦於 Web 互 聯網技術及相關的規格的制定，此標準也廣泛 應用於相關軟體的發展，為此 IEEE 協會已正 式將 FIPA 成為 IEEE 標準家族的一部分。 以FIPA97 規範為例，規範部分規格部分 包括：(1)代理人之管理，(2)代理人溝通語言 (Agent Communication language, ACL)，以及(3) 代理人軟體的整合。至於FIPA98 新增的部分， 則包括(1)代理人與代理人互動，(2)代理人安 全性，以及(3)代理人可移動性。FIPA標準參考 網站為http://www.fipa.org/，FIPA通訊協定標準 如圖7 所示。 圖7 FIPA 通訊協定標準 5-2 JADE 代理人平台與架構 JADE 代理人平台是遵循 FIPA 的標準， 平台包含代理人管理系統(Agent Management System, AMS) 、 目 錄 導 引 器 (Directory Facilitator, DF)、代理人三部份，並透過訊息傳 遞系統(Message Transport System)與其他代理 人進行訊息傳遞與運作。JADE 代理人平台如
圖八所示，JADE 開發工具 Agent 執行溝通畫
面如圖8 所示。
JADE (Java Agent Development Environment)是用來發展多代理人系統的平台 架構，包括兩個目的：(1)遵循 FIPA 代理人平 台規範，(2)沿用發展 Java agent 的 Packages。
由於JADE 具有代理人導向程式設計的特以及 性，代理人設計者可以利用它提供與 agent 有 關的 packages 實作多代理人系統，因此可以 有效簡化程式設計的複雜度與加強套件的重 複利用率。 JADE 提供圖形化使用者介面進行遠端管 理、監控以及代理人狀態控制，GUI 的環境 可以讓代理人開發者於遠端主機上產生代理 人 以 及 啟 動 代 理 人 的 執 行 。RMA (Remote Monitoring Agent) 是 遠 端 監 管 代 理 人 ， 在 JADE 啟動時，系統會先啟動 RMA 負責代 理人生命週期的控制，監控工具包含目錄導 引器的圖形化介面。JADE 包含兩種圖形化
工具：Dummy Agent 以及 Sniffer Agent。
Dummy Agent 的工作是檢視代理人之間的訊 息交換，協助代理人於整合時，對於整合進 來的代理人進行有效的確認。並且對於代理 人失效時，例如 idle 狀態產生時，Dummy Agent 可以協助進行訊息除錯測試，並且掌握 例外狀況發生時的處理。Dummy Agent 同時 提供編輯、傳送、接收 ACL 訊息給其他代理 人或是由代理人端傳送過來的訊息。Sniffer Agent 可以追蹤在 JADE 代理人平台的訊息交 換，於 Sniffer 視窗中顯示個別或一組代理人 資訊、代理人之間傳遞的每一個訊息，使用 者可以檢視、儲存以及載入每一項追蹤的訊 息，相關的輸出、輸入訊息都會被追蹤並且 顯示在Sniffer GUI，以利後續分析動作。 JADE 亦提供在分散網路上，各電腦之 代理人可互相溝通運作之平台，其平台之互 通 架 構 如 圖 八 所 示 。 一 個 代 理 人 平 台 (Platform)僅包含一個 AMS 及一個 DF，但一 個平台上可建立多個 Container。Container 為 容 納 代 理 人 運 作 的 一 個 執 行 環 境 ， 一 個 Container 中可建立多個代理人。代理人之間 藉由彼此的位址，可跨平台及跨 Container 傳 遞訊息及互動。 圖8 JADE 代理人平台 5-3 代理人溝通語言之比較 代理人之間的溝通也是跟人一樣，需要透 過某種語言來溝通。代理人之間是利用高階語 言 進 行 溝 通 ， 常 見 的 代 理 人 通 訊 語 言 有 Knowledge Query Manipulation Language (KQML) 和 The Foundation for Intelligent Physical Agent – Agents Communication Language (FIPA-ACL) 代理人溝通語言 FIPA-ACL 與 KQML 語 法 類 似 ， 都 是 基 於 語 言 行 為 理 論 ， 若 將 KQML 與 FIPA-ACL 之 間 的 執 行 令 (Performative)互相比較之後，可以發現兩者 之間有些 Performative 的表達語意相同，表 2 整理並列舉出兩者之中相同的Performative。
表2 KQML 和 FIPA-ACL 的 Performative 對照表 KQML Performative FIPA-ACL Performative Performative 的語意 ask-one request 要求某代理人執行一個活動 ask-if query-if 用來詢問其他代 理人傳送者的提 議是否為正確的 tell、insert inform 傳送者通知接收 者其提議是正確 的 deny、 uninsert disconfirm 當接收者對某提 議不確定時，傳送 者通知接收者先 前所提出的提議 是不正確的 subscribe subscribe 傳送者要求接收 者持續注意某參 考值的改變，當值 改變時，就會通知 傳送者 error not-understand 傳送者通知接收 者不能了解接收 者剛剛所執行的 活動 sorry refuse 拒絕某代理人所 要求的活動，並說 明拒絕的原因 5-4 代理人開發工具 代理人開發工具以Reticular Agentbuilder
與JADE 為主，透過 Agentbuilder 與 JADE 建
立智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統與相 關代理人聯網網路服務。目前本計畫已完成之 代理人相關技術如下： (1) 智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統知識 領域類別建立 配合子計畫一與子計畫二所開發之領域類 別集合，與代理人開發工具整合，開發相 對服務之代理人。 (2) 代理人與代理人之通訊協定之定義 整合 Agentbuilder 與 JADE 代理人開發環 境，遵循FIPA 通訊協定標準，可提高智慧 型虛擬工具機遠距服務系統與國際接軌。 (3) 代理人與代理人利用 KQML 與 FIPA 通訊 協定語言進行溝通設計 於 Agentbuilder 代 理 人 開 發 環 境 使 用 KQML 通訊標準，JADE 代理人開發環境 使用FIPA 通訊協定，於 Agentbuilder 開發 之代理人也可使用 FIPA 通訊協定之執行 令(Performatives)，目前之研究進度在進行 KQML 與 FIPA ACL 語言溝通之異質代理 人溝通測試，以做為本系統之異質代理人 之未來擴充。 5-5 異質智慧型代理人溝通測試 本年度發展以代理人為基的遠距彈性加 工單元，於分散式跨平台的聯網網路環境中， 規劃遠距彈性加工單元相關服務領域類別集 合。代理人可在分散式網路的環境下透過代理 人的溝通語言(KQML、FIPA-ACL)進行彼此的 溝通詢問以及進行訊息的傳遞，並建立異質代 理人之溝通機制。本系統主要有後處理器代理 人(Postprocessor agent)、檔案傳輸代理人(File agent)、綜合加工機代理人(CNC agent)、機械 手臂代理人(Robot agent)、PLC 控制代理人 (PLC control agent)。代理人透過網際網路來控 制後端的加工設備，其系統架構如圖9 所示 圖9 以代理人為基之遠距加工單元系統架構 5-5-1 系統測試流程 本系統運作流程為，當使用者代理人擁有 三軸刀具路徑(CL, Cutter Location)檔，即可透 過異質代理人之間的溝通，先由JADE 後處理 器代理人轉出 NC 檔，當使用者代理人取得 NC 檔，即可以與彈性加工單元模組裡的各個 Agentbuilder 代理人進行溝通；使用者代理人 透過代理人之間的溝通，控制 PLC 代理人將
機械手臂移至倉儲的待加工物料站，機械手臂 代理人進行待加工的物料夾持服務，加工物料 完成後，PLC 代理人將機械手臂移動至綜合加 工機設備，將待加工物料放入綜合加工機的加 工床台，並進行加工素材定位與夾持，使用者 藉由網路將 NC 檔傳輸至 CNC 代理人進行以 便 CNC 代理人進行加工服務，當物料加工完 成後，機械手臂代理人將放置於綜合加工機 中的已加工完成件取出，再移動機械手臂到物 料儲存區控制服務；最後，機械手臂代理人把 加工完成品放置小型倉儲進行物料的存放，其 流程步驟如圖10 所示。 圖11(a) 使用者代理人溝通介面(Agentbuilder) 三軸 CL.file 後處理器 三軸 NC.file 輸送帶將機械手臂移至 倉儲的待加工物料站 機械手臂夾持 待加工物料 輸送帶將機械手臂移至 CNC站 機械手臂將待加工物料放 至CNC加工平台 待加工物料於CNC加工平 台夾持定位 CNC進行加工 加工完成 物料於CNC加工平台定位 機械手臂取出加工完成物 料 輸送帶將機械手臂移至倉 儲的物料儲存站 機械手臂將完成物料放至 物料儲存站 圖11(b)後處理代理人溝通介面(JADE) 5-5-3 遠距加工單元系統測試 本 系 統 執 行 運 作 流 程 時 可 以 透 過 AgentBuilder 軟體中的 Agency View 的環境，
觀看系統相關服務代理人溝通過程，如圖 12 所示。在整體的運作過程中，各代理人的介 面會呈現相對應的訊息及通知如圖13 和圖 14 所示。本研究採用的工件材料為加工代木， 圖15 是利用 UG 模擬的銑削畫面，圖 16 則是 實際加工後的工件圖形。 圖10 系統測試流程圖 5-5-2 使用者代理人與後處理代理人溝通測試 使用者與後處理異質代理人使用 KQML、 與 FIPA 溝通標準進行溝通服務，使用者代理 人 透 過 介 面 ， 選 取 相 對 的 Performative 和 Content 即可以觸發後處裡器代理人，進行橫 處理服務，並傳送欲加工工件的CL 檔。如圖 10 所示。後處裡器代理人將 CL 檔解析並轉出 相對的NC 碼，解析完成後，通知使用者並將 NC 碼傳送至使用者端，如圖 11(a)、(b)所示。 圖12 服務代理人溝通模擬
圖16 加工模擬與加工實體 六、成果自評 本進度報告是一年期整合型計畫之子計 畫三的第二年計劃進度說明，目前成果如下： (1) 進行「具遠距服務智慧型虛擬多軸工具機 系統之研發」，相關子計畫網路服務知識領 域類別集合的服務類別，透過OWL 開發工 具來表達相關知識領域類別集合，並利用 分散式網路服務機制，建構智慧型虛擬多 軸工具機遠距服務系統。 圖13 CNC 代理人溝通界面與訊息 (2) 進行分散式網路服務機制架構設計建構， 可於Web Service 分散式環境，客戶端可使 用相關聯網網路服務。 (3) 利用代理人相關技術，進行通訊協定之規 劃，使用 FIPA 與 KQML 溝通協定標準， 代理人之間可進行網路服務溝通。 (4) 利用 OWL 開發工具，進行『工具建立智慧 型虛擬多軸工具機遠距服務系統』服務知 識之建置。 圖14 PLC 代理人服務介面與溝通訊息 七、誌謝 本研究承蒙國科會計畫補助，計畫編號： NSC98-2221-E-151-065，特此誌謝外，也感謝 總計畫主持人-成功大學李榮顯教授及子計畫 二主持人-大葉大學佘振華博士等研究團隊相 關人員在系統規劃、討論及測試上的協助。 參考文獻
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出席國際學術會議心得報告
2008 年 11 月 日 計畫編號 NSC 98-2221-E-151-065 計畫名稱 智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研發(II) 出國人員姓名 服務機關及職稱 高永洲，國立高雄應用科技大學機械工程系 副教授 會議時間地點 2010/10/26~2010/10/29，Guilin, China主 辦 機 構 ： 北 京 有 色 金 屬 研 究 總 院 (Generalized Research Institute for Nonferrous Metals, GRINM)
會議名稱 (中文)2010 年第四屆亞洲輕金屬研討會
(英文)2010 Asian Forum on Light Metals
發表論文題目 (中文) 鈦-6 鋁 4 釩螺絲打頭與搓牙製程模擬
(英文) Screw Heading and Threading Process Simulation on Ti-6Al-4V
一、目的
為了因應石油價格飆漲、空氣污染以及氣候變遷等全球性重要議題，亞洲輕金屬研 討會(The Asian Forum on Light Metals, AFLM)於日本發起，目的在於尋求輕金屬材料（例 如鋁、鎂、鈦）在這些議題之相關應用；而這個想法隨後也迅速吸引了亞洲其他四個經 濟體的參與。在此研討會中所發表之輕金屬研究方向，對於未來輕金屬應用於節能減排 等能源方面之研究，將會有一定程度之影響。
第一次亞洲輕金屬研討會於 2006 年由日本社團法人輕金屬學會(Japan Institute of Light Metals, JILM)在日本舉辦，第二次於 2007 年由台灣財團法人金屬工業研究發展中心 (Metal Industry Research and Development Centre, MIRDC)在台灣舉辦，第三次於 2008 年 由韓國材料科學院(Korea Institute of Materials Science, KIMS)在韓國舉辦。本次為第四 屆，由北京有色金屬研究總院在中國桂林舉辦，研討會之日期為 2010 年 10 月 26 日～2010 年 10 月 29 日。 參加本次研討會的學者專家來自中國、日本、韓國、台灣以及澳大利亞等五個經濟 體 ， 如 圖 1 所 示 ， 而 主 辦 單 位 也 分 別 從 這 些 經 濟 體 邀 請 了 五 篇 主 題 演 講 (Keynote Speeches)，台灣受邀的演講者為精剛精密科技股份有限公司總經理高景海博士，如圖 2 所示。 參加此會議之目的在於與其他國家之研究學者，針對輕金屬研究與應用科技之現況 與未來發展進行學術交流，並思考智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研究領域於輕 金屬加工製造之未來可能結合應用與研究。
圖 1 第四屆亞洲輕金屬研討會參與學者專家大合照 圖 2 精剛公司總經理高景海博士演講一瞥 二、參加會議經過 此次參加 2010 年亞洲輕金屬研討會議，10 月 25 日從台灣高雄國際機場搭乘中華航 空公司班機出發，經香港國際機場轉搭中國南方航空班機，於 10 月 25 日晚間抵達中國桂 林機場，班機延誤約兩個小時，出關之後抵達下榻之飯店已經晚上 23：30 左右。此次會 議於 10 月 26 日開始報到，開幕歡迎會於香格里拉飯店國際會議廳舉行。10 月 27 日的 5 場主題演講如表 1 所列。 表 1 主題演講題目與演講者資料 主題 演講者 機構
Latest Trend of Aluminum
Production Technologies in Japan
Prof. Tatsuo Sato Tokyo Institute of Technology
Research Activities on Light Metals in Korea
Dr. Kyung-mox Cho President, Korea Institute of
Materials Science Current Status and Perspective of
Advanced Light Metals for Aerospace Industry in China
Prof. Baiqing Xiong Vice President, General
Institute of Nonferrous Metals Australian Light Metals: Research
and Applications
Prof. George Collins CAST Cooperative Research
Centre, The University of Queensland
Titanium Industry in Taiwan Dr. Chin-Hai Kao S-Tech Corp.
依據此五個主題演講內容，可歸納出輕金屬之發展主要用量在航空、太空、海洋、船 舶、高速鐵路、汽車、石油化學、能源等方面，軍事用途在中國、日本和澳大利亞均為重 點，韓國則主要在汽車方面，但是韓國以經由國家層級投入重金，未來 10 年將全力研發 與生醫相關方面之新材料基礎研究與應用，例如牙科植體等，而台灣之使用，主要在民生 化工方面。部份主題演講如圖 3、圖 4、圖 5 所示 圖 3 專題演講之一 圖 4 專題演講之二 圖 5 專題演講之三 本次研討會議共有來自 5 個經濟體，發表 46 篇論文，其中有 30 篇口頭報告，16 篇 以張貼海報方式發表，參加的學著專家涵蓋工業界及學術研發單位。本次會議議題如表 2 所列，分別以鋁、鎂、鈦三種金屬與合金為主題，分開成三個同時舉行的場次進行論文發 表，討論相關研發、加工、製程、載具與應用等議題。出席此次會議，報告人除了發表一 篇學術論文外，每天均利用中場休息時間與用餐時間，與其它相關議題之論文發表學者專 家進行學術交流與討論；此行中，國內出席之學術界人員，除本報告人之外，尚有成功大 學 Truan-Sheng Lui 教授、Chi-Yuan A. Tsao 教授、中華大學 Horngyu Wu 教授、中興大學
Jun-Yen Uan 教授、精剛精密公司 Chin-Fu Hong 經理、Chin-Hai Kao 博士（總經理）、中鋼
公司 Chung-Yi Yu 博士、金屬中心 Ming-Fu Lee 工程師、Weijen Shih 博士以及 Chun-Chieh Wang 副處長等。
表 2 AFLM 2010 學術研討會論文主題 Aluminum
Magnesium Titanium
此次發表的論文「Screw Heading and Threading Process Simulation on Ti-6Al-4V」被安 排於 2010 年 10 月 27 日下午 14:45~15:10 報告，本場次另外有三篇論文發表，分別為：(1) Industrial Progress of China’s Low-Cost Processing Technology for Titanium and Titanium Alloys, Prof. Qi Gao, BAOTi Group Ltd., (2) Development of Titanium-Manganeses System Alloys as Ubiquitous Materials, Prof. Masahiko Ikeda, Kansai University, (3) Characterization of New Tnz40 Beta Titanium Alloys with Extra-Low Modulus, Dr. Yong-Tai Lee, Korea Institute of Materials Science。
三、與會心得
此次的國際學術會議屬於較小型聚焦式的研討會，會議主題與報告人的研究主題未來 潛在延伸應用契合，參與此次國際學術研討會，最大收穫在於有機會與亞太地區五個主要
4 經濟體的研究學者專家，針對鋁、鎂、鈦輕金屬範疇之研發、製程設計、加工製造、應用 產業領域進行學術交流與對話，對於日後進行相關領域之研究，例如遠距加工製造的世界 脈動有更明確之掌握，也更能了解遠端虛擬製造產業未來所將面臨之衝擊與趨勢，歸納心 得如以下： (1) 輕金屬應用：中國有極大的市場做為後盾，鈦金屬與合金的應用，在航太、船舶、汽 車等領域之研發，投入的經費、人力與資源相當龐大，為來發展潛力值得關注；韓國 與國家之資源為後盾，全力發展輕金屬之材料基礎研究，投入未來10年於輕金屬之發 展，不遺餘力，例如，生醫材料牙科植牙之應用，未來年3～5年，預估將會有重大之 躍進。 (2) 應用領域：輕金屬應用領域在中國之應用主要在重工業與國防工業，在日本則為交通 運輸產業、半導體、能源等高科技產業，在韓國為汽車、生醫等方面，在澳大利亞則 為礦產為主之研究以及太空方面與海洋科技之領域。 四、建議 此次大會內容充實，所規劃的主軸契合報告人之研究主題與未來發展。而輕金屬之應 用，在台灣則以鋁和鎂為主力，例如自行車產業、行動通訊設備（例如智慧型手機）為大 宗，鈦合金之應用由於有榮剛材料科技集團之子公司經剛精密科技公司全力投入，未來在 民生、化工、航太、生醫等應用，後勢可期，而目前急迫需要的是鈦合金表面處理、衝鴨、 模具、五軸加工等領域技術。 五、攜回資料名稱及內容 攜回大會論文摘要集一份，以及此次會議發表的論文電子檔。
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2011/01/28國科會補助計畫
計畫名稱: 智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研發(II) 計畫主持人: 高永洲 計畫編號: 98-2221-E-151-065- 學門領域: 精密製造技術無研發成果推廣資料
98 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：高永洲 計畫編號： 98-2221-E-151-065-計畫名稱：智慧型虛擬多軸工具機遠距服務系統之研發(II) 量化 成果項目 實際已達成 數（被接受 或已發表） 預期總達成 數(含實際已 達成數) 本計畫實 際貢獻百 分比 單位 備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ... 等） 期刊論文 0 0 100% 研究報告/技術報告 1 1 100% 研討會論文 1 1 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 2 2 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國內 參與計畫人力 （本國籍） 專任助理 0 0 100% 人次 期刊論文 0 0 100% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 1 1 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國外 參與計畫人力 （外國籍） 專任助理 0 0 100% 人次其他成果
