網路化製造

所謂網路化製造是指通過採用先進的網路技術、製造技術及其其它相關技術，構建面向企業特定需求的基於網路的製造系統，並在系統的支持下，突破空間對企業生產經營範圍和方式的約束，開展覆蓋產品整個生命周期全部或部分環節的企業業務活動(如產品設計、製造、銷售、採購、管理等)，實現企業間的協同和各種社會資源的共享與集成, 高速度、高質量、低成本地為市場提供所需的產品和服務。

科技部關於“網路化製造”的定義為：按照敏捷製造的思想，採用Internet技術，建立靈活有效、互惠互利的動態企業聯盟，有效地實現研究、設計、生產和銷售各種資源的重組，從而提高企業的市場快速反應和競爭能力的新模式。

網路化製造系統是指企業在網路化製造模式的指導思想、相關理論和方法的指導下，在網路化製造集成平台和軟體工具的支持下，結合企業具體的業務需求，設計實施的基於網路的製造系統。網路化製造系統的體系結構是描述網路化製造系統的一組模型的集合，這些模型描述了網路化製造系統的功能結構、特性和運行方式。網路化製造系統結構的優化有利於更加深入的分析和描述網路化製造系統的本質特徵，並基於所建立的系統模型進行網路化製造系統的設計實施、系統改進和優化運行。通過對當前製造業發展現狀的分析，可知現代製造企業的組織狀態包括以下幾種：獨立企業、企業集團、製造行業、製造區域和動態聯盟等。針對不同組織狀態常見的網路化製造系統模式為：面向獨立企業、面向企業集團、面向製造行業、面向製造區域和面向動態聯盟的網路化製造系統等五種模式。

迄今為止, 關於網路化製造平台開發和研究的具體技術，國內外有不少學者進行了研究，涉及到網路、資料庫、軟體體系結構、系統基本功能等方面。

國家“863”計劃CIMS主題專家組較早認識到，網路化製造給製造業帶來的變革和機遇，並取得了一系列成果。如分散網路化製造系統（DNPS），現代集成製造系統網路（CIMSNET）。

華中科技大學的楊叔子院士闡述了網路經濟時代製造環境的變化與特點，指出了網路化製造模式的必然性，研究基於Agent的網路化製造模式，及基於利益驅動的動態重組機制。

重慶大學的劉飛等提出“區域性網路化製造系統”，對網路化製造的定義、內涵特徵進行了描述, 並歸納出了支撐網路化製造的技術體系，並對綠色製造進行了深入探討。

浙江大學的祁國寧和顧新建教授分析網路化製造的幾種發展途徑並指出了網路化製造模式在21 世紀製造業中的重要地位。

貴州工業大學的謝慶生教授提出了基於ASP 模式的網路化製造系統結構，並針對我國的實際著重討論了基於ASP 模式網路化製造的發展策略。

此外，華中科技大學的李德群、張宜生等人，在模具企業網路化模式方面做了相關研究；清華大學范玉順教授基於SOA 的協同管理系統的研究；浙江省製造業信息化生產力促進中心做了浙江省塊狀經濟區域網路化製造系統開發與應用研究等。

國外的應用有美國的“美國企業網—FFA，Factory Ameri can Net”已經在美國政府資助的“製造系統的敏捷基礎設施”項目中得到實施。

美國能源部制訂了“實現敏捷製造的技術”的計劃，

美國國防部和自然科學基金會資助10個面向美國工業的研究單位，共同制定了以敏捷製造和虛擬企業為核心內容的“下一代的製造”計劃。

通用公司的計算機輔助製造網（CAM Net），其目的是建立敏捷製造的支撐環境，使參加產品開發與製造的合作夥伴在網路上協調工作，擺脫距離、時間、計算機平台和工具的影響，可以在網上獲取重要的設計和製造信息。

美國國際製造企業研究所發表了《美國--俄羅斯虛擬企業網》研究報告。該項目是美國國家科學基金研究項目，目的是開發一個跨國虛擬企業網的原型，使美國製造廠商能夠利用俄羅斯製造業的能力，並起到全球製造的示範作用。

德國Produktion2000框架方案旨在建立一個全球化的產品設計與製造資源信息服務網。

歐盟“第五框架計劃”將虛擬網路企業列入研究主題，其目標是為聯盟內各個國家的企業提供資源服務和共享的統一基礎平台。在此基礎上“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技術改善聯盟內各個分散實體之間的集成和協作機制。

2000年2月，通用汽車公司、福特汽車和戴姆勒-克萊斯勒、雷諾-日產公司終止各自的零部件採購計劃，轉向共同建立零部件採購的電子商務市場(採購環節的動態聯盟)。

日本提出了社會信息化系統，目的在於實現日本社會真正向IT社會轉型，不再追求工業化製造時代局部的高效率，而是要實現日本整個社會在未來保持最佳狀態。

波音在設計波音787客機中，通過全球協同網路環境（GCE），採用這一最先進的網路協同方式。使用DOORS IGE-XAO、CATIA V5、DELMIA V5、ENOVIA 和Teamcenter等不同軟體作為產品建模和數據管理的工具，用來構建邏輯相關的單一產品數據源LSSPD（Logical Single Source of Product Data）。LSSPD使波音787飛機不僅具有完整的幾何數字樣機，而且具有性能樣機、製造樣機和維護樣機，便于波音公司與分佈在全球的合作者通過網路能順利地進行產品各項功能的協同研製工作。

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）系統研究項目，共經歷了4年時間，構建了多學科協同研製MDO的系統框架，並在3個航空領域——直升機、飛機和發動機，從可行性研究、概念設計直到詳細設計的全生命周期里進行了應用性研究。在空客A380的研製過程中，充分利用了多學科網路協同研製的思想進行飛機的設計。

著名的JSF項目(新一代聯合攻擊戰鬥機)的研製，完全建立在網路化環境上，採用數字化企業集成技術，聯合美國、英國、荷蘭、丹麥、挪威、加拿大、義大利、新加坡、土耳其和以色列等幾十個航空關聯企業，提出“從設計到飛行全面數字化”的產品研製模式。

這些研究成果，在推進我國網路化製造系統研究和應用方面，起到了重要作用。“十二五”計劃建成國家製造資源網．建立一批應用示範系統．為提高製造資源的利用率、實現製造資源的共享、提高企業對市場的反應速度、增強製造業的國際競爭力提供理論框架、系統框架、實施方法與步驟以及推廣應用經驗。

網路化製造技術群包括：

基於網路的製造系統管理和營銷技術群，

基於網路的產品設計與開發技術群，

基於網路的製造過程技術群。

通常由下列幾個功能模塊組成：

基於網路的分散式CAD系統；

基於網路的工藝設計系統；

開放結構控制的加工中心。

網路化製造系統關鍵技術，主要有：網路化製造通訊技術技術（JAVA、COM、COM+、DCOM、CORBA、EJB 和Web Service、XML、IEGS、STEP）、優化管理技術、安全技術、、有效集成與協同等。

清華范玉順將網路化製造涉及的技術，可以分為總體技術、基礎技術、集成技術與應用實施技術。圖2給出了網路化製造涉及的關鍵技術分類，以及每個技術大類的含義與主要內容。

(1)總體技術 總體技術主要是指從系統的角度，研究網路化製造系統的結構、組織與運行等方面的技術，包括網路化製造的模式、網路化製造系統的體系結構、網路化製造系統的構建與組織實施方法、網路化製造系統的運行管理、產品全生命周期管理和協同產品商務技術等。

(2)基礎技術 基礎技術是指網路化製造中應用的共性與基礎性技術，這些技術不完全是網路化製造所特有的技術，包括網路化製造的基礎理論與方法、網路化製造系統的協議與規範技術、網路化製造系統的標準化技術、產品建模和企業建模技術、工作流技術、多代理系統技術、虛擬企業與動態聯盟技術和知識管理與知識集成技術等。

(3)集成技術 集成技術主要是指網路化製造系統設計、開發與實施中需要的系統集成與使能技術，包括設計製造資源庫與知識庫開發技術、企業應用集成技術、ASP服務平台技術、集成平台與集成框架技術、電子商務與EDI技術、WebService技術，以及COM+、CORBA、J2EE技術、XML、PDML技術、信息智能搜索技術等。

(4)應用實施技術 應用實施技術是支持網路化製造系統應用的技術，包括網路化製造實施途徑、資源共享與優化配置技術、區域動態聯盟與企業協同技術、資源(設備)封裝與介面技術、數據中心與數據管理(安全)技術和網路安全技術。