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基于开放平台的嵌入式数控系统研发的任务书
任务书
题目：基于开放平台的嵌入式数控系统研发
任务目的：
近年来，随着我国机械制造技术的不断提升以及自主研发能力的增强，数控系统作为机床、加工设备的核心控制部件，已逐渐成为我国机械制造行业的重要组成部分，被广泛应用于汽车、航空航天、船舶、模具、机床、电子、纺织、冶金、建筑、印刷、激光加工等领域。为提升机械自动化加工技术水平，提高制造业的自主创新能力以及推动整个行业向智能化、高效化趋势发展，本次任务旨在通过基于开放平台的嵌入式数控系统研发，构建一套适用于多种行业的完整机床数控系统，从而实现数控机床智能自动化加工。
任务描述：
本次任务将着重研发以下三个方面：
1.嵌入式系统的开发
目前市场上常见的数控设备采用大型单板计算机进行控制，集成度低、占空间大、单板易受外界影响等问题持续存在。因此，本次任务将基于ARM等嵌入式系统平台，设计一套小型化、高可靠性的数控系统硬件平台，实现控制器与驱动器的集成，使整个数控系统成为一体化设备。
2.实时操作系统的研究
在数控机床的控制系统中，由于机床动作特性的要求，要求控制系统的实时性和可靠性非常高，尤其是在高速运动模式下。目前市场上常用的控制系统，如PCWindows系统等由于计算机所准备的操作系统内核及各种应用软件的极其繁琐，系统的实时性、可靠性和可控性方面存在问题。因此，本次任务将研究一套自主研发的实时操作系统，确保机床在高速运动模式下也能稳定工作。
3.开放式编程界面的设计
针对市场上数控系统编程操作复杂度高、学习难度大等问题，本次任务将借助开放式编程界面，实现快捷的可视化编程，提高编程效率。同时，也将保证程序运行稳定，兼容各种设备和控制器。
任务时间和安排：
本次任务计划周期为2年，主要分为以下四个阶段进行：
1.前期调研和分析（3个月），主要进行市场需求调研，对数控机床的控制进行分析，并确定系统开发所需的技术和硬件平台。
2.接口设计和测试（6个月），主要进行数控系统的硬件平台的设计和开发，在此基础上进行实时操作系统的研究，并进行接口测试和调试。
3.编程界面开发和测试（6个月），主要进行开放式编程界面的开发，实现编程、运行控制、数据采集等功能，并进行系统测试和性能评估。
4.系统优化和整合（9个月），主要针对前三个阶段存在的问题进行优化和整合，并进行整个系统的实验验收和调试。
人员配备和任务分工：
本任务需要多学科、多专业人才协同完成，任务分为硬件开发、软件开发、接口调试与测试、系统修改与优化等多个部分，共计需要30名研发人员，其中硬件工程师5名、软件工程师10名、项目经理2名、系统测试工程师4名、应用工程师6名、市场分析师3名。具体分工如下：
1.硬件部分：负责硬件平台开发，包括硬件结构设计和整合。
2.软件部分：负责实时操作系统设计与开发，并开发基于开放平台的编程界面。
3.接口调试与测试部分：负责硬件平台接口测试和调试。
4.系统修改与优化部分：负责对于前三个部分存在的问题进行优化调整，并进行整个系统的实验验收和系统调试。
5.市场调研部分：负责任务前期调研和市场需求分析。
预期成果：
本次任务研发完成后，预期实现以下目标：
1.一套适用于多种行业的完整数控系统。
2.基于开放平台的编程界面，实现快捷合理的编程操作，提升编程效率。
3.采用嵌入式系统平台，实现硬件结构小型化、高可靠性，集成化控制器与驱动器。
4.设计实现一套自主研发的实时操作系统，满足高速运动模式下的机床控制操作。
5.实现样机研发测试，实验验收达到预期标准。
6.引领整个数控行业的智能化、高效化发展。