網(wǎng)絡(luò)化制造

　　所謂網(wǎng)絡(luò)化制造是指通過采用先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)及其其它相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建面向企業(yè)特定需求的基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)，并在系統(tǒng)的支持下，突破空間對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營范圍和方式的約束，開展覆蓋產(chǎn)品整個生命周期全部或部分環(huán)節(jié)的企業(yè)業(yè)務(wù)活動(如產(chǎn)品設(shè)計、制造、銷售、采購、管理等)，實現(xiàn)企業(yè)間的協(xié)同和各種社會資源的共享與集成, 高速度、高質(zhì)量、低成本地為市場提供所需的產(chǎn)品和服務(wù)。

　　科技部關(guān)于“網(wǎng)絡(luò)化制造”的定義為:按照敏捷制造的思想，采用Internet技術(shù)，建立靈活有效、互惠互利的動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟，有效地實現(xiàn)研究、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售各種資源的重組，從而提高企業(yè)的市場快速反應(yīng)和競爭能力的新模式。

　　網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)是指企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)化制造模式的指導(dǎo)思想、相關(guān)理論和方法的指導(dǎo)下，在網(wǎng)絡(luò)化制造集成平臺和軟件工具的支持下，結(jié)合企業(yè)具體的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計實施的基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是描述網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的一組模型的集合，這些模型描述了網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、特性和運行方式。網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化有利于更加深入的分析和描述網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征，并基于所建立的系統(tǒng)模型進行網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的設(shè)計實施、系統(tǒng)改進和優(yōu)化運行。通過對當前制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，可知現(xiàn)代制造企業(yè)的組織狀態(tài)包括以下幾種：獨立企業(yè)、企業(yè)集團、制造行業(yè)、制造區(qū)域和動態(tài)聯(lián)盟等。針對不同組織狀態(tài)常見的網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)模式為：面向獨立企業(yè)、面向企業(yè)集團、面向制造行業(yè)、面向制造區(qū)域和面向動態(tài)聯(lián)盟的網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)等五種模式。

　　迄今為止, 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)化制造平臺開發(fā)和研究的具體技術(shù)，國內(nèi)外有不少學(xué)者進行了研究，涉及到網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、軟件體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)基本功能等方面。

　　國家“863”計劃CIMS主題專家組較早認識到，網(wǎng)絡(luò)化制造給制造業(yè)帶來的變革和機遇，并取得了一系列成果。如分散網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)（DNPS），現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（CIMSNET）。

　　華中科技大學(xué)的楊叔子院士闡述了網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟時代制造環(huán)境的變化與特點，指出了網(wǎng)絡(luò)化制造模式的必然性，研究基于Agent的網(wǎng)絡(luò)化制造模式，及基于利益驅(qū)動的動態(tài)重組機制。

　　重慶大學(xué)的劉飛等提出“區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)”， 對網(wǎng)絡(luò)化制造的定義、內(nèi)涵特征進行了描述, 并歸納出了支撐網(wǎng)絡(luò)化制造的技術(shù)體系，并對綠色制造進行了深入探討。

　　浙江大學(xué)的祁國寧和顧新建教授分析網(wǎng)絡(luò)化制造的幾種發(fā)展途徑并指出了網(wǎng)絡(luò)化制造模式在21 世紀制造業(yè)中的重要地位。

　　貴州工業(yè)大學(xué)的謝慶生教授提出了基于ASP 模式的網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并針對我國的實際著重討論了基于ASP 模式網(wǎng)絡(luò)化制造的發(fā)展策略。

　　此外，華中科技大學(xué)的李德群、張宜生等人，在模具企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化模式方面做了相關(guān)研究；清華大學(xué)范玉順教授基于SOA 的協(xié)同管理系統(tǒng)的研究；浙江省制造業(yè)信息化生產(chǎn)力促進中心做了浙江省塊狀經(jīng)濟區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用研究等。

　　國外的應(yīng)用有美國的“美國企業(yè)網(wǎng)—FFA，F(xiàn)actory Ameri can Net”已經(jīng)在美國政府資助的“制造系統(tǒng)的敏捷基礎(chǔ)設(shè)施”項目中得到實施。

　　美國能源部制訂了“實現(xiàn)敏捷制造的技術(shù)”的計劃，

　　美國國防部和自然科學(xué)基金會資助10個面向美國工業(yè)的研究單位，共同制定了以敏捷制造和虛擬企業(yè)為核心內(nèi)容的“下一代的制造”計劃。

　　通用公司的計算機輔助制造網(wǎng)（CAM Net），其目的是建立敏捷制造的支撐環(huán)境，使參加產(chǎn)品開發(fā)與制造的合作伙伴在網(wǎng)絡(luò)上協(xié)調(diào)工作，擺脫距離、時間、計算機平臺和工具的影響，可以在網(wǎng)上獲取重要的設(shè)計和制造信息。

　　美國國際制造企業(yè)研究所發(fā)表了《美國--俄羅斯虛擬企業(yè)網(wǎng)》研究報告。該項目是美國國家科學(xué)基金研究項目，目的是開發(fā)一個跨國虛擬企業(yè)網(wǎng)的原型，使美國制造廠商能夠利用俄羅斯制造業(yè)的能力，并起到全球制造的示范作用。

　　德國Produktion2000框架方案旨在建立一個全球化的產(chǎn)品設(shè)計與制造資源信息服務(wù)網(wǎng)。

　　歐盟“第五框架計劃” 將虛擬網(wǎng)絡(luò)企業(yè)列入研究主題，其目標是為聯(lián)盟內(nèi)各個國家的企業(yè)提供資源服務(wù)和共享的統(tǒng)一基礎(chǔ)平臺。在此基礎(chǔ)上“第六框架計劃”(2002-2006年)”的一個主要目標是進一步研究利用Internet技術(shù)改善聯(lián)盟內(nèi)各個分散實體之間的集成和協(xié)作機制。

　　2000年2月，通用汽車公司、福特汽車和戴姆勒-克萊斯勒、雷諾-日產(chǎn)公司終止各自的零部件采購計劃,轉(zhuǎn)向共同建立零部件采購的電子商務(wù)市場(采購環(huán)節(jié)的動態(tài)聯(lián)盟)。

　　日本提出了社會信息化系統(tǒng)，目的在于實現(xiàn)日本社會真正向IT社會轉(zhuǎn)型，不再追求工業(yè)化制造時代局部的高效率，而是要實現(xiàn)日本整個社會在未來保持最佳狀態(tài)。

　　波音在設(shè)計波音787客機中，通過全球協(xié)同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（GCE），采用這一最先進的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方式。使用DOORS IGE-XAO、CATIA V5、DELMIA V5、ENOVIA 和Teamcenter等不同軟件作為產(chǎn)品建模和數(shù)據(jù)管理的工具，用來構(gòu)建邏輯相關(guān)的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源LSSPD（Logical Single Source of Product Data）。LSSPD使波音787飛機不僅具有完整的幾何數(shù)字樣機，而且具有性能樣機、制造樣機和維護樣機，便于波音公司與分布在全球的合作者通過網(wǎng)絡(luò)能順利地進行產(chǎn)品各項功能的協(xié)同研制工作。

　　空客公司從2004～2007年，組織歐洲多個國家的63個公司參加了VIVACE（Value Improvement through a Virtual Aeronautical Collaborative Enterprise）系統(tǒng)研究項目，共經(jīng)歷了4年時間，構(gòu)建了多學(xué)科協(xié)同研制MDO的系統(tǒng)框架，并在3個航空領(lǐng)域——直升機、飛機和發(fā)動機，從可行性研究、概念設(shè)計直到詳細設(shè)計的全生命周期里進行了應(yīng)用性研究。在空客A380的研制過程中，充分利用了多學(xué)科網(wǎng)絡(luò)協(xié)同研制的思想進行飛機的設(shè)計。

　　著名的JSF項目(新一代聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機)的研制，完全建立在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境上，采用數(shù)字化企業(yè)集成技術(shù)，聯(lián)合美國、英國、荷蘭、丹麥、挪威、加拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等幾十個航空關(guān)聯(lián)企業(yè)，提出“從設(shè)計到飛行全面數(shù)字化”的產(chǎn)品研制模式。

　　這些研究成果，在推進我國網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用方面，起到了重要作用。“十二五”計劃建成國家制造資源網(wǎng)．建立一批應(yīng)用示范系統(tǒng)．為提高制造資源的利用率、實現(xiàn)制造資源的共享、提高企業(yè)對市場的反應(yīng)速度、增強制造業(yè)的國際競爭力提供理論框架、系統(tǒng)框架、實施方法與步驟以及推廣應(yīng)用經(jīng)驗。

　　網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)群包括：

　　基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)管理和營銷技術(shù)群，

　　基于網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)技術(shù)群，

　　基于網(wǎng)絡(luò)的制造過程技術(shù)群。

　　通常由下列幾個功能模塊組成：

　　基于網(wǎng)絡(luò)的分布式CAD系統(tǒng)；

　　基于網(wǎng)絡(luò)的工藝設(shè)計系統(tǒng)；

　　開放結(jié)構(gòu)控制的加工中心。

　　網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，主要有：網(wǎng)絡(luò)化制造通訊技術(shù)技術(shù)（JAVA、COM、COM+、DCOM、CORBA、EJB 和Web Service、XML、IEGS、STEP）、優(yōu)化管理技術(shù)、安全技術(shù)、、有效集成與協(xié)同等。

　　清華范玉順將網(wǎng)絡(luò)化制造涉及的技術(shù),可以分為總體技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、集成技術(shù)與應(yīng)用實施技術(shù)。

　　(1)總體技術(shù) 總體技術(shù)主要是指從系統(tǒng)的角度,研究網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組織與運行等方面的技術(shù),包括網(wǎng)絡(luò)化制造的模式、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的構(gòu)建與組織實施方法、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的運行管理、產(chǎn)品全生命周期管理和協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)技術(shù)等。

　　(2)基礎(chǔ)技術(shù) 基礎(chǔ)技術(shù)是指網(wǎng)絡(luò)化制造中應(yīng)用的共性與基礎(chǔ)性技術(shù),這些技術(shù)不完全是網(wǎng)絡(luò)化制造所特有的技術(shù),包括網(wǎng)絡(luò)化制造的基礎(chǔ)理論與方法、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的協(xié)議與規(guī)范技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的標準化技術(shù)、產(chǎn)品建模和企業(yè)建模技術(shù)、工作流技術(shù)、多代理系統(tǒng)技術(shù)、虛擬企業(yè)與動態(tài)聯(lián)盟技術(shù)和知識管理與知識集成技術(shù)等。

　　(3)集成技術(shù) 集成技術(shù)主要是指網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)與實施中需要的系統(tǒng)集成與使能技術(shù),包括設(shè)計制造資源庫與知識庫開發(fā)技術(shù)、企業(yè)應(yīng)用集成技術(shù)、ASP服務(wù)平臺技術(shù)、集成平臺與集成框架技術(shù)、電子商務(wù)與EDI技術(shù)、WebService技術(shù),以及COM+、CORBA、J2EE技術(shù)、XML、PDML技術(shù)、信息智能搜索技術(shù)等。

　　(4)應(yīng)用實施技術(shù) 應(yīng)用實施技術(shù)是支持網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù),包括網(wǎng)絡(luò)化制造實施途徑、資源共享與優(yōu)化配置技術(shù)、區(qū)域動態(tài)聯(lián)盟與企業(yè)協(xié)同技術(shù)、資源(設(shè)備)封裝與接口技術(shù)、數(shù)據(jù)中心與數(shù)據(jù)管理(安全)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。