网络化制造

　　所谓网络化制造是指通过采用先进的网络技术、制造技术及其其它相关技术，构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统，并在系统的支持下，突破空间对企业生产经营范围和方式的约束，开展覆盖产品整个生命周期全部或部分环节的企业业务活动(如产品设计、制造、销售、采购、管理等)，实现企业间的协同和各种社会资源的共享与集成, 高速度、高质量、低成本地为市场提供所需的产品和服务。

　　科技部关于“网络化制造”的定义为:按照敏捷制造的思想，采用Internet技术，建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟，有效地实现研究、设计、生产和销售各种资源的重组，从而提高企业的市场快速反应和竞争能力的新模式。

　　网络化制造系统是指企业在网络化制造模式的指导思想、相关理论和方法的指导下，在网络化制造集成平台和软件工具的支持下，结合企业具体的业务需求，设计实施的基于网络的制造系统。网络化制造系统的体系结构是描述网络化制造系统的一组模型的集合，这些模型描述了网络化制造系统的功能结构、特性和运行方式。网络化制造系统结构的优化有利于更加深入的分析和描述网络化制造系统的本质特征，并基于所建立的系统模型进行网络化制造系统的设计实施、系统改进和优化运行。通过对当前制造业发展现状的分析，可知现代制造企业的组织状态包括以下几种：独立企业、企业集团、制造行业、制造区域和动态联盟等。针对不同组织状态常见的网络化制造系统模式为：面向独立企业、面向企业集团、面向制造行业、面向制造区域和面向动态联盟的网络化制造系统等五种模式。

　　迄今为止, 关于网络化制造平台开发和研究的具体技术，国内外有不少学者进行了研究，涉及到网络、数据库、软件体系结构、系统基本功能等方面。

　　国家“863”计划CIMS主题专家组较早认识到，网络化制造给制造业带来的变革和机遇，并取得了一系列成果。如分散网络化制造系统（DNPS），现代集成制造系统网络（CIMSNET）。

　　华中科技大学的杨叔子院士阐述了网络经济时代制造环境的变化与特点，指出了网络化制造模式的必然性，研究基于Agent的网络化制造模式，及基于利益驱动的动态重组机制。

　　重庆大学的刘飞等提出“区域性网络化制造系统”， 对网络化制造的定义、内涵特征进行了描述, 并归纳出了支撑网络化制造的技术体系，并对绿色制造进行了深入探讨。

　　浙江大学的祁国宁和顾新建教授分析网络化制造的几种发展途径并指出了网络化制造模式在21 世纪制造业中的重要地位。

　　贵州工业大学的谢庆生教授提出了基于ASP 模式的网络化制造系统结构，并针对我国的实际着重讨论了基于ASP 模式网络化制造的发展策略。

　　此外，华中科技大学的李德群、张宜生等人，在模具企业网络化模式方面做了相关研究；清华大学范玉顺教授基于SOA 的协同管理系统的研究；浙江省制造业信息化生产力促进中心做了浙江省块状经济区域网络化制造系统开发与应用研究等。

　　国外的应用有美国的“美国企业网—FFA，Factory Ameri can Net”已经在美国政府资助的“制造系统的敏捷基础设施”项目中得到实施。

　　美国能源部制订了“实现敏捷制造的技术”的计划，

　　美国国防部和自然科学基金会资助10个面向美国工业的研究单位，共同制定了以敏捷制造和虚拟企业为核心内容的“下一代的制造”计划。

　　通用公司的计算机辅助制造网（CAM Net），其目的是建立敏捷制造的支撑环境，使参加产品开发与制造的合作伙伴在网络上协调工作，摆脱距离、时间、计算机平台和工具的影响，可以在网上获取重要的设计和制造信息。

　　美国国际制造企业研究所发表了《美国--俄罗斯虚拟企业网》研究报告。该项目是美国国家科学基金研究项目，目的是开发一个跨国虚拟企业网的原型，使美国制造厂商能够利用俄罗斯制造业的能力，并起到全球制造的示范作用。

　　德国Produktion2000框架方案旨在建立一个全球化的产品设计与制造资源信息服务网。

　　欧盟“第五框架计划” 将虚拟网络企业列入研究主题，其目标是为联盟内各个国家的企业提供资源服务和共享的统一基础平台。在此基础上“第六框架计划”(2002-2006年)”的一个主要目标是进一步研究利用Internet技术改善联盟内各个分散实体之间的集成和协作机制。

　　2000年2月，通用汽车公司、福特汽车和戴姆勒-克莱斯勒、雷诺-日产公司终止各自的零部件采购计划,转向共同建立零部件采购的电子商务市场(采购环节的动态联盟)。

　　日本提出了社会信息化系统，目的在于实现日本社会真正向IT社会转型，不再追求工业化制造时代局部的高效率，而是要实现日本整个社会在未来保持最佳状态。

　　波音在设计波音787客机中，通过全球协同网络环境（GCE），采用这一最先进的网络协同方式。使用DOORS IGE-XAO、CATIA V5、DELMIA V5、ENOVIA 和Teamcenter等不同软件作为产品建模和数据管理的工具，用来构建逻辑相关的单一产品数据源LSSPD（Logical Single Source of Product Data）。LSSPD使波音787飞机不仅具有完整的几何数字样机，而且具有性能样机、制造样机和维护样机，便于波音公司与分布在全球的合作者通过网络能顺利地进行产品各项功能的协同研制工作。

　　空客公司从2004～2007年，组织欧洲多个国家的63个公司参加了VIVACE（Value Improvement through a Virtual Aeronautical Collaborative Enterprise）系统研究项目，共经历了4年时间，构建了多学科协同研制MDO的系统框架，并在3个航空领域——直升机、飞机和发动机，从可行性研究、概念设计直到详细设计的全生命周期里进行了应用性研究。在空客A380的研制过程中，充分利用了多学科网络协同研制的思想进行飞机的设计。

　　著名的JSF项目(新一代联合攻击战斗机)的研制，完全建立在网络化环境上，采用数字化企业集成技术，联合美国、英国、荷兰、丹麦、挪威、加拿大、意大利、新加坡、土耳其和以色列等几十个航空关联企业，提出“从设计到飞行全面数字化”的产品研制模式。

　　这些研究成果，在推进我国网络化制造系统研究和应用方面，起到了重要作用。“十二五”计划建成国家制造资源网．建立一批应用示范系统．为提高制造资源的利用率、实现制造资源的共享、提高企业对市场的反应速度、增强制造业的国际竞争力提供理论框架、系统框架、实施方法与步骤以及推广应用经验。

　　网络化制造技术群包括：

　　基于网络的制造系统管理和营销技术群，

　　基于网络的产品设计与开发技术群，

　　基于网络的制造过程技术群。

　　通常由下列几个功能模块组成：

　　基于网络的分布式CAD系统；

　　基于网络的工艺设计系统；

　　开放结构控制的加工中心。

　　网络化制造系统关键技术，主要有：网络化制造通讯技术技术（JAVA、COM、COM+、DCOM、CORBA、EJB 和Web Service、XML、IEGS、STEP）、优化管理技术、安全技术、、有效集成与协同等。

　　清华范玉顺将网络化制造涉及的技术,可以分为总体技术、基础技术、集成技术与应用实施技术。

　　(1)总体技术 总体技术主要是指从系统的角度,研究网络化制造系统的结构、组织与运行等方面的技术,包括网络化制造的模式、网络化制造系统的体系结构、网络化制造系统的构建与组织实施方法、网络化制造系统的运行管理、产品全生命周期管理和协同产品商务技术等。

　　(2)基础技术 基础技术是指网络化制造中应用的共性与基础性技术,这些技术不完全是网络化制造所特有的技术,包括网络化制造的基础理论与方法、网络化制造系统的协议与规范技术、网络化制造系统的标准化技术、产品建模和企业建模技术、工作流技术、多代理系统技术、虚拟企业与动态联盟技术和知识管理与知识集成技术等。

　　(3)集成技术 集成技术主要是指网络化制造系统设计、开发与实施中需要的系统集成与使能技术,包括设计制造资源库与知识库开发技术、企业应用集成技术、ASP服务平台技术、集成平台与集成框架技术、电子商务与EDI技术、WebService技术,以及COM+、CORBA、J2EE技术、XML、PDML技术、信息智能搜索技术等。

　　(4)应用实施技术 应用实施技术是支持网络化制造系统应用的技术,包括网络化制造实施途径、资源共享与优化配置技术、区域动态联盟与企业协同技术、资源(设备)封装与接口技术、数据中心与数据管理(安全)技术和网络安全技术。