专利名称：一种智能step－nc控制器系统及其实现方法
技术领域：
本发明属于先进制造技术领域，涉及STEP-NC、智能数控系统和分布式人工智能等技术，特别涉及一种基于多Agent的智能STEP-NC控制器的体系结构和实现方法。
背景技术：
数控系统的智能化一直是学术界和工业界的研究热点，例如全能数控(Holonic Numerical Controller)的研究。但是，由于传统数据接口的限制，阻碍了智能化数控系统的实现。因此，目前的研究主要集中在两方面(1)运用人工智能技术对数控系统的人机界面、系统诊断等非实时控制性能的改进；(2)运用自适应控制等现代控制论方法对加工过程及有关指标的优化和自适应控制。STEP-NC提供了一种新的数据接口规范，其基本思想是将产品数据交换STEP标准(ISO 10303)延伸到数控加工领域，建立起一条贯穿产品设计与制造过程的信息高速公路。STEP-NC取代传统的数据接口ISO 6983以后，数控加工阶段实际上成为制造信息最集中的阶段，数控系统是最有条件全面了解加工对象、加工资源、条件以及本身运行状况的系统。如果数控系统能够通过对产品和自身的全面了解来规划和控制数控加工过程，那么整个加工过程的智能性和可靠性将大大提高。因此，STEP-NC大大拓宽了数控系统的智能化。自1997年欧共体通过OPTIMAL研究计划为数控铣削定义了第一版STEP-NC数据模型以来，欧、美、日、韩等先后启动了STEP-NC研究计划，如欧共体的EP 29708(STEP-compliant data interface for numerical control)，美国的SuperModel(Model Driven Intelligent Control of Manufacturing)，IMS(Intelligent Manufacturing System)组织的IMS-STEP-NC项目(97006)，韩国的车削STEP-NC等。综观国际上关于STEP-NC智能控制器的研究，总体还处于起步阶段，目前的研究主要集中在数据接口的实现。
相对于传统数控而言，智能型STEP-NC控制器应具备以下功能要求(1)实时性要求。作为一种机床控制系统，STEP-NC控制器最重要的任务仍然是控制机床进行加工，所以必须保证运动控制的实时性要求；(2)STEP-NC接口能力。以STEP-NC(ISO 14649/ISO 10303-238)作为数据接口是STEP-NC控制器区别于传统数控系统的最基本的特征，系统本身必须具备STEP-NC数据的转换、处理和提取信息的能力。另外，还应提供一个三维图形化界面或者现场编程系统；(3)现场规划能力。控制器本身应具备基本的数控加工工艺规划能力，包括基于特征/工步的刀轨生成能力，切削用量的优化，机床辅助功能的确定等；(4)现场仿真能力。为了确保加工过程准确无误，系统应具备仿真能力，应能针对工步、特征、或者整个加工任务进行仿真；(5)资源管理能力。资源管理指刀具库、机械手等的管理和控制能力，系统只有在准确了解资源状况的情况下才能就加工过程做出合理的规划；(6)自治能力。自治能力指系统对整个加工过程的自主决策和控制能力，除上述要求之外，还应具备可加工性判断能力，意外情况的处理能力，在线测量以及自诊断能力；(7)协作能力。协作主要指系统与外部系统进行通讯、信息共享、协商、合作等能力，是构建分布式网络化制造系统的要求；(8)基于知识的加工。知识获取能力，自适应、自组织、自学习能力等。
根据智能型STEP-NC控制器的功能，通常分为以下三种类型自治型、自治协作型和全能型。三种类型实际上对应着不同的功能层次。自治型主要以加工任务的自动规划和控制为目标，可以自主选择加工方法，但对加工任务没有选择权，只能接受(不具备加工能力时除外)。自治协作型是既具备自治能力又具有协作能力的一种类型。它同样对加工任务没有选择权，但可以通过协作机制与外界进行协商，主要包括物理层的协作、信息共享以及对加工任务或方案的协商等。全能型是面向网络制造环境而提出的一种类型。它本身作为网络制造环境中的一个自主的智能体，既可以选择加工方法，同时也可以对加工任务进行评估、谈判并决定是否接受该任务。另外，目前的STEP-NC数据模型对于CAM和数控之间的功能没有明确的划分，两者之间有一定的功能重叠。事实上，STEP-NC实现智能化以后，外部系统的规划在很多情况下是多余的。因此，从长远来看，全能型STEP-NC控制器应具备直接基于设计模型(STEP AP214等)进行加工的能力。
STEP-NC数控系统各功能模块之间既相互独立，又相互关联，需要频繁的进行信息交互，彼此之间还需要密切的相互协作。多智能体技术提供了一个很好的实现策略。多智能体系统(Multi-Agent system，MAS)由多个可计算的智能体组成的集合，其中每个智能体是一个物理的或抽象的实体，能作用于自身和环境，并与其它智能体通讯。MAS重点强调各Agent成员之间合作解决问题的能力，包括任务的分配和管理、协同的方式与方法、冲突的检测与消解、资源的分配与管理等。在多Agent系统理论中，各Agent之间的协调和协作是解决问题的关键，各Agent之间必须通过通信来交换信息，这些信息包括目标、意图、结果和状态等。MAS具有自主性、分布性、协调性，并具有自组织能力、学习能力和推理能力。采用MAS解决实际应用问题，具有很强的鲁棒性和可靠性，并具有较高的问题求解效率。MAS通过采用各智能体间的通讯、合作、协调、调度、管理及控制来表达实际系统的结构、功能及行为特性，为各种实际问题提供了一种统一的框架。STEP-NC数控系统的每个功能模块都可单独构成一个独立的Agent，当他们共同协作完成同一个目标时，则具有多Agent的特征。单个Agent在完成自身任务的同时，又能和多个Agent协同作业，共同实现总目标。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前缺少STEP-NC、智能数控系统和分布式人工智能等技术综合而成的智能化数控系统的问题，提供一种具有结构合理，控制过程智能化程度高，重构性、移植性好，集成度高，易于维护等优点智能STEP-NC控制器的体系结构和实现方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案本发明智能STEP-NC控制器体系结构包括应用服务层、数据层、操作系统层和硬件设备层。其中，系统的核心功能层——应用服务层由14个不同功能的Agent组成，具体是解释Agent、XML处理器Agent、工艺规划Agent、刀具路径规划Agent、仿真Agent、人机接口Agent、执行Agent、NCK&PLC Agent、监控Agent、故障诊断Agent、参数设置管理Agent、决策Agent、检测Agent和通信Agent。各功能Agent模块之间采用实时软总线RTCORBA进行通信，并通过实时操作系统内核扩展和高速实时串行总线，进行数控系统中高实时模块的控制。数据层包括知识库(典型工艺路线、各种调度决策的规则等)、各种数据库(加工特征数据库、加工资源、刀具路径、加工工艺、工艺参数等)和案例库(各种典型工件的加工实例)，数据层为智能STEP-NC控制器工艺规划和智能决策提供全面的信息和数据源，辅助智能STEP-NC控制器各功能模块的实现。操作系统层由非实时操作系统和实时操作系统内核扩展两部分组成。实时操作系统内核用来实现数控系统各种高实时模块功能(例如NC内核)，非实时操作系统内核用来实现各种非实时性功能(例如工艺规划Agent、仿真Agent等)。实时操作系统内核可以采用RTLinux、μC/OS-II等，非实时操作系统可以选择Linux或Windows等，根据所选择的非实时操作系统和具体的微处理器，需要进行实时操作系统内核的移植。一种实现方案是Linux+RTLinux (或Windows+RTX)。非实时的任务由Linux的优先级较低的进程来完成，对于实时性要求很高的控制部分的功能，则有运行在内核空间的基于RTLinux开发的实时模块实现。硬件设备层包括硬件设备抽象层、基于PC的硬件平台和和各种硬件资源模块。所述硬件层中的硬件抽象层是构架在基于PC的硬件平台之上，采用驱动程序方式提取一层公共硬件模式和编程接口；各种硬件资源模块包括高速以太网卡、高速现场总线接口卡、操作控制面板、电机驱动器和PLC模块等，各种外围设备(例如操作控制面板、伺服驱动器、PLC模块等)通过高速现场总线接口卡与PC的硬件平台连接和通信。
为了进一步说明该系统的功能和原理，以下将对应用服务层中的14个不同功能的Agent做更详细的说明(1)解释Agent。读入的STEP-NC文件转换成控制器内部格式的数据，并存入数据库。
(2)XML处理器Agent。XML处理器处理以XML格式表达的STEP-NC文件，它包括XML编辑器和转换器。
(3)工艺规划Agent。实现特征转换、资源选择和工艺条件的确定；根据受控机床的具体状况，确定最优方案及具体参数(每个工步的工艺规划或优化、工步的连续化、工步排序和总体方案的优化等)。
(4)刀具路径规划Agent。根据加工特征、操作、以及加工策略等信息生成每一个工作步骤的刀位轨迹。
(5)仿真Agent。利用从STEP-NC加工程序中提取的有几何信息和工艺信息进行系统建模和加工仿真；采用基于特征的建模技术建立系统模型，按照工步的方式实现加工过程的动态仿真。校验刀具路径的正确性。
(6)人机接口Agent。管理并启动数据库组件、MMI组件、配置系统组件。所有的MMI组件都通过MMI引擎组件与其他实时性比较严格的组件进行交互，MMI引擎组件以最快的数据传输速率从其他组件获取任意连接的MMI组件要求的数据。MMI引擎并不进行数据的处理，而是传递给MMI组件，数据处理在MMI组件中进行。配置系统组件提供了数控系统各种参数的配置，提供了所有参数的全局命名空间。数据库组件提供了用户、密码和用户权限的管理，使数控系统支持用户的不同用户模式、连接权限及不同视图连接。
(7)执行Agent。转换调度的任务成执行命令并传送给NCK&PLC Agent。
(8)NCK&PLC Agent。NC内核实现运动控制、主轴控制、轴控制和运动控制管理的功能。PLC负责实现数控系统的辅助控制功能，涉及到机床监控、换刀机构控制、夹具控制、润滑和冷却系统控制、传感器检测等。
(9)监控Agent。对加工过程进行监控，如果发现有异常，向故障诊断和紧急异常处理模块发送信号。
(10)故障诊断Agent。根据监控模块发送的信号和机床实际状态信息(传感器发送来的信息等)，确定故障的类型，并利用自恢复模块排除加工过程中产生的各种故障。如果无法排除或是紧急异常情况，向紧急异常处理模块发送消息，并向机床操作人员发出紧急报警信号。
(11)参数设置管理Agent。实现机床和工件各种参数的设置和自动调整。
(12)决策Agent。决策模块从总体上负责所有的智能活动，以任务调度为主要目标，实现各多Agent之间相互协同工作。决策时它除了可以利用本地数据库之外，在必要时还可以启动与外部系统的合作以便获得所需信息，或者是就加工任务进行协商。显然这种结构和机制在许多方面与自治协作型STEP-NC控制器的要求相吻合。
(13)检测Agent。测量工件的尺寸和加工精度，检查操作可以被看作一个工步。
(14)通信Agent。实现多Agent之间信息的传输与交互。
这些功能Agent模块之间既相互独立，又相互关联，需要频繁的进行信息交互，彼此之间还需要密切的相互协作。各功能Agent模块之间采用实时软总线RTCORBA进行通信，并通过实时操作系统内核扩展和高速实时串行总线，进行数控系统中高实时模块的控制。它们之间密切的相互协作，结合数据层、操作系统层和硬件设备层，共同实现智能型STEP-NC控制器各种功能。
本发明的实现方法为1)读取STEP-NC文件，数控系统读入STEP-NC文件后，将其翻译为控制器内部格式的数据；2)信息提取，进行文件头段、数据段——制造信息的提取；3)工艺规划，提取信息后，执行工艺规划；4)生成工艺规划后的中间文件；5)刀具路径规划，规划后的中间文件不包括刀位轨迹，根据加工特征、操作、以及加工策略等信息生成每一个工作步骤的刀位轨迹；6)加工过程仿真，从STEP-NC加工程序中提取的有几何信息和工艺信息进行系统建模和加工仿真；采用基于特征的建模技术建立系统模型，按照工步的方式实现加工过程的动态仿真；7)调度和决策，在控制器进行仿真的时候，参数管理设置同时进行参数的设置，仿真和参数设置都完成后，根据工艺调度和决策的结果，执行数控加工；8)转换调度任务成执行命令并发送给NCK&PLC，如果该任务是一个加工操作，从刀具路径数据库中检索相应的刀具路径文件并发送给NCK&PLC；如果任务是一个换刀，从刀库中找到对应的刀具并发送给NCK&PLC；9)NCK解释刀具路径命令并通过伺服系统去执行，PLC执行诸如换刀、工件装夹等机床逻辑操作命令；10)加工过程的监控，在数控加工过程中如果发现有异常，向故障诊断模块发送信号；11)故障诊断，排除加工过程中产生的各种故障；如果无法排除或是紧急异常情况，向紧急异常处理模块发送消息，并向机床操作人员发出紧急报警信号。
所述步骤3)中智能STEP-NC控制器的工艺规划包括在线规划和实时规划，其中在线规划包括作业评估、工步级规划、特征级规划和零件级规划；实时规划主要实现实时调度与决策，包括刀具路径轨迹生成和参数设置。
所述步骤7)中调度负责安排每个工步，包括机加工工步和其它工步，在适当的时机执行；当某一工步失败时，应自动规划和插入一个补救工步。
本发明适用于数控车床、数控钻床、数控铣床、数控镗床、数控磨床和数控加工中心等，尤其适合数控铣床、数控镗床和数控镗铣加工中心。通过裁减部分功能模块，也可应用其它数控设备数控冲床等。
作为新一代机床控制器，STEP-NC智能控制器的体系结构还考虑了CNC技术的发展趋势。系统符合开放式数控的要求，采用模块化、软件化和开放式结构，从体系结构上保证其开放性和可重构性，便于开发商或者用户对其重新配置，使其无须作大的改动便可以适应某一特殊加工任务或者是新的控制要求。与专用数控硬件平台相比，PC平台具有硬件可靠、集成度高、软件资源丰富、开发调试环境良好、软硬件升级快、开发周期短、维护扩展方便、性能价格比高等特点，为开发高性能数控系统奠定了基础。STEP-NC智能数控系统立足于PC软硬件环境。所有功能模块都采用运行于PC平台和最常用操作系统环境下的软件实现。STEP-NC智能数控系统不仅可当作传统数控系统在功能方面的扩展，还应将其决策和控制任务作为一个统一整体对待，从运行机制、基础算法等方面等保证系统与STEP-NC数据模型的协调性。
本发明的有益效果是(1)支持智能和网络化制造；(2)模块化、软件化和开放式体系结构；(3)具有很强的实时处理功能；(4)良好的可重构和可移植性；(5)集成度高和维护扩展方便。
图1是本发明的基于多智能体智能型STEP-NC控制器的体系结构图；图2是本发明的智能型STEP-NC控制器实现工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1中，智能STEP-NC控制器系统包括至少一个应用服务层、至少一个数据层、至少一个操作系统层和至少一个硬件层；其中，应用服务层为多智能体系统，由解释Agent、XML处理器Agent、工艺规划Agent、刀具路径规划Agent、仿真Agent、人机接口Agent、执行Agent、NC内核&PLC Agent、监控Agent、故障自诊断Agent、参数设置管理Agent、决策Agent、检测Agent和通信Agent14个不同功能的Agent组成，应用服务层各功能Agent模块之间采用实时软总线RTCORBA进行通信，并通过实时操作系统内核和高速实时串行总线，进行数控系统中高实时控制。数据层为应用服务层的实现提供全面的信息和数据源，应用服务层、数据层和操作系统层运行在基于PC的硬件平台，各种外围设备通过高速现场总线接口卡与PC的硬件平台连接和通信。
数据层包括知识库(典型工艺路线、各种调度决策的规则等)、各种数据库(加工特征数据库、加工资源、刀具路径、加工工艺、工艺参数等)和案例库(各种典型工件的加工实例)，数据层为智能STEP-NC控制器工艺规划和智能决策提供全面的信息和数据源，辅助智能STEP-NC控制器各功能模块的实现。
操作系统层由非实时操作系统和实时操作系统内核扩展两部分组成，操作系统层中的实时操作系统内核用来实现数控系统各种高实时模块功能；非实时操作系统用来实现各种非实时性功能任务。实时操作系统内核可以采用RTLinux、μC/OS-II等，非实时操作系统可以选择Linux或Windows等，根据所选择的非实时操作系统和具体的微处理器，需要进行实时操作系统内核的移植。一种实现方案是Linux+RTLinux(或Windows+RTX)。非实时的任务由Linux的优先级较低的进程来完成，对于实时性要求很高的控制部分的功能，则有运行在内核空间的基于RTLinux开发的实时模块实现。
硬件层包括硬件抽象层、基于PC的硬件平台和和至少一个硬件资源模块。硬件层中的硬件抽象层是构架在基于PC的硬件平台之上，采用驱动程序方式提取一层公共硬件模式和编程接口；各种硬件资源模块包括高速以太网卡、高速现场总线接口卡、操作控制面板、伺服驱动器和PLC模块等，各种外围设备通过高速现场总线接口卡与PC的硬件平台连接和通信。
本发明的实现方法为Step 1读取STEP-NC文件。数控系统读入STEP-NC文件后，将其翻译为控制器内部格式的数据，如C、C++、Java等(具体由系统的编程语言确定)。这一过程称为STEP-NC程序的解释，相应的功能模块则称为解释器；Step 2信息提取。进行文件头段、数据段——制造信息(特征信息、工艺信息、工作方案、几何信息)信息的提取；Step 3工艺规划。提取信息后，执行工艺规划。数控编程阶段的工艺规划通常为离线规划或外部规划。对于智能型STEP-NC控制器，仅具有这种基本的现场规划能力尚不足以实现动态规划、智能控制以及数据的回溯等，本发明提出一种智能STEP-NC控制器的动态工艺规划的方法，它由在线规划和实时规划两部分组成。离线规划包括特征转换、资源选择和确定工艺条件；在线规划包括作业评估、工步级规划、特征级规划和零件级规划；实时规划主要实现实时调度与决策，包括刀具路径轨迹生成和参数设置等。
Step 4生成工艺规划后的中间文件；Step 5刀具路径规划。规划后的中间文件不包括刀位轨迹，此模块的功能就是根据加工特征、操作、以及加工策略等信息生成每一个工作步骤的刀位轨迹；Step 6加工过程仿真。从STEP-NC加工程序中提取的有几何信息和工艺信息进行系统建模和加工仿真；采用基于特征的建模技术建立系统模型，按照工步的方式实现加工过程的动态仿真；Step 7调度和决策。在控制器进行仿真的时候，机床参数管理设置模块同时进行机床参数的设置，仿真和机床参数设置都完成后，根据工艺调度和决策的结果，执行数控加工。调度负责安排每个工步(包括机加工工步和其它工步)在适当的时机执行。另外，当某一工步失败时，应自动规划和插入一个补救工步；Step 8转换调度任务成执行命令并发送给NCK&PLC。如果该任务是一个加工操作，从刀具路径数据库中检索相应的刀具路径文件并发送给NCK&PLC。如果任务是一个换刀，从刀库中找到对应的刀具并发送给NCK&PLC；Step 9NCK解释刀具路径命令并通过伺服系统去执行，PLC执行诸如换刀、工件装夹等机床逻辑操作命令；Step 10加工过程的监控。在数控加工过程中如果发现有异常，向故障诊断模块发送信号；Step 11故障诊断。排除加工过程中产生的各种故障。如果无法排除或是紧急异常情况，向紧急异常处理模块发送消息，并向机床操作人员发出紧急报警信号。
权利要求
1.一种智能STEP-NC控制器系统，其特征在于，它包括至少一个应用服务层、至少一个数据层、至少一个操作系统层和至少一个硬件设备层；其中，应用服务层是由多个不同功能的Agent组成的多智能体系统；数据层包括知识库、各种数据库和案例库；操作系统层由非实时操作系统和实时操作系统内核扩展两部分组成；硬件设备层包括硬件设备抽象层、基于PC的硬件平台和和至少一个硬件资源模块；应用服务层各功能Agent模块之间采用实时软总线进行通信，数据层为应用服务层的实现提供全面的信息和数据源，应用服务层、数据层和操作系统层运行在基于PC的硬件平台，各种外围设备通过高速现场总线接口卡与PC的硬件平台连接和通信。
2.根据权利要求1所述的智能STEP-NC控制器系统，其特征在于，所述应用服务层由解释Agent、XML处理器Agent、工艺规划Agent、刀具路径规划Agent、仿真Agent、人机接口Agent、执行Agent、NCK & PLC Agent、监控Agent、故障自诊断Agent、参数设置管理Agent、决策Agent、检测Agent和通信Agent组成，各功能Agent模块之间采用实时软总线进行通信，并通过实时操作系统内核扩展和高速实时串行总线，进行数控系统中高实时模块的控制。
3.根据权利要求1所述的智能STEP-NC控制器系统，其特征在于，所述操作系统层中的实时操作系统内核采用RTLinux或μC/OS-II或其他操作系统，以实现数控系统各种高实时模块功能；非实时操作系统用采用Linux或Windows或其他操作系统，实现各种非实时性功能任务。
4.根据权利要求1所述的智能STEP-NC控制器系统，其特征在于，所述硬件层中的硬件抽象层是构架在基于PC的硬件平台之上，采用驱动程序方式提取一层公共硬件模式和编程接口；各种硬件资源模块包括高速以太网卡、高速现场总线接口卡、操作控制面板、电机驱动器和PLC模块等，各种外围设备通过高速现场总线接口卡与PC的硬件平台连接和通信。
5.一种权利要求1所述智能STEP-NC控制器系统的实现方法，其特征在于，1)读取STEP-NC文件，数控系统读入STEP-NC文件后，将其翻译为控制器内部格式的数据；2)信息提取，进行文件头段、数据段——制造信息的提取；3)工艺规划，提取信息后，执行工艺规划；4)生成工艺规划后的中间文件；5)刀具路径规划，规划后的中间文件不包括刀位轨迹，根据加工特征、操作、以及加工策略等信息生成每一个工作步骤的刀位轨迹；6)加工过程仿真，从STEP-NC加工程序中提取的有几何信息和工艺信息进行系统建模和加工仿真；采用基于特征的建模技术建立系统模型，按照工步的方式实现加工过程的动态仿真；7)调度和决策，在控制器进行仿真的时候，参数管理设置同时进行参数的设置，仿真和参数设置都完成后，根据工艺调度和决策的结果，执行数控加工；8)转换调度任务成执行命令并发送给NCK&PLC，如果该任务是一个加工操作，从刀具路径数据库中检索相应的刀具路径文件并发送给NCK&PLC；如果任务是一个换刀，从刀库中找到对应的刀具并发送给NCK&PLC；9)NCK解释刀具路径命令并通过伺服系统去执行，PLC执行诸如换刀、工件装夹等机床逻辑操作命令；10)加工过程的监控，在数控加工过程中如果发现有异常，向故障诊断模块发送信号；11)故障诊断，排除加工过程中产生的各种故障；如果无法排除或是紧急异常情况，向紧急异常处理模块发送消息，并向机床操作人员发出紧急报警信号。
6.根据权利要求5所述的智能STEP-NC控制器系统的实现方法，其特征在于，所述步骤3)中智能STEP-NC控制器的工艺规划包括在线规划和实时规划，其中在线规划包括作业评估、工步级规划、特征级规划和零件级规划；实时规划主要实现实时调度与决策，包括刀具路径轨迹生成和参数设置。
7.根据权利要求5所述的智能STEP-NC控制器系统的实现方法，其特征在于，所述步骤7)中调度负责安排每个工步，包括机加工工步和其它工步，在适当的时机执行；当某一工步失败时，应自动规划和插入一个补救工步。
全文摘要
本发明公开了一种智能STEP－NC控制器的体系结构和实现方法，它解决可目前缺少STEP－NC、智能数控系统和分布式人工智能等技术综合而成的智能化数控系统的问题，具有结构合理，控制过程智能化程度高，重构性、移植性好，集成度高，易于维护等优点，它包括应用服务层、数据层、操作系统层和硬件设备层。应用服务层各功能Agent模块之间采用实时软总线RTCORBA进行通信，并通过实时操作系统内核扩展和高速实时串行总线，进行数控系统中高实时模块的控制，数据层为应用服务层的实现提供全面的信息和数据源，应用服务层、数据层和操作系统层运行在基于PC的硬件平台，各种外围设备通过高速现场总线接口卡与PC的硬件平台连接和通信。
文档编号G05B19/414GK1912783SQ200610068498
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者兰红波, 刘日良, 张承瑞 申请人:山东大学