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1、网络制造及其关键技术分析摘要：本文详细阐述了网络制造技术内涵及其国内外网络制造研究的现状，在此基础上，对网络制造研究及发展中的关键技术如网络数据的存取与交换技术、网络安全性、网络制造的管理模式等方面进行了分析，并指出了网络制造已经成为当前制造业的发展趋势。1、网络制造的技术内涵 网络制造是指企业利用计算机网络，面对市场机遇，针对某一市场需要，利用以因特网(Internet)为标志的信息高速公路，灵活而迅速地组织社会制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，迅速地组合成一种没有围墙的、超越空间约束的、靠电子手段联系的、统一指挥的经营实体 网络联盟
2、企业，以便快速推出高质量、低成本的新产品。 其实质是通过计算机网络进行生产经营业务活动各个环节的合作，以实现企业问的资源共享、优化组合和异地制造23。 网络制造作为一种全新的制造模式，是以数字化、柔性化、敏捷化为基本特征。柔性化与敏捷化是快速响应客户化需求的前提，表现为结构上的快速重组、性能上的快速响应、过程中的并行性与分布式决策。这意味着系统必须具有动态易变性，能通过快速重组，快速响应市场需求的变化。 网络制造环境下，企业的组织形态、经营模式和管理机制需要有全方位的创新，使之适应网络化制造的要求。制造企业不再是孤立的个体，而是社会化大系统中的一个成员，并作为动态的制造环境中一个可资使用的制造
3、个体资源，以企业集成的形式，通过合作与竞争，参与动态的制造系统重组。 网络制造与传统制造不是对立的，网络制造不是对传统制造的取代。网络只是使信息的传递更快、更准确，使传递的信息更多。网络制造并不能代替传统制造业中的许多功能，如产品的创新设计需要人的创造性劳动，零件的加工和装配需要相应的设备和人员，产品的销售需要物流系统等。具体来讲，网络制造应具有以下三种能力： 快速地、并行地组织不同的部门或集团成员将新产品从设计转入生产； 快速地将产品制造厂家和零部件供应厂家组合成虚拟企业，形成高效经济的供应链； 在产品实现过程中各参加单位能够就用户需求、计划、设计、模型、生产进度、质量以及其它数据进行实时交
4、换和通讯。 2、网络制造的发展现状 1991年，美国里海大学(Lehigh University)提出“美国企业网”(FFA，Factory American Net)计划。该计划利用高度发达的高速信息网络系统，把美国的制造业联系在一起。这一企业网是跨国界的，大量跨国公司将通过卫星通信技术进入这一网络。这一计划已在由美国政府资助的“制造系统的敏捷基础设施”(Agile Infrastructure for Manufacturing systems)项目中得到实施。1994年，美国能源部制订了“实现敏捷制造的技木”的计划，涉及联邦政府机构、著名公司和大学等100多个单位，并于1995年12月发
5、表了该项目的策略规划和技术规划。1995年美国国防部和自然科学基金会资助1O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。1996年美国通用电气公司在美国国防部资助下，开展了计算机辅助制造网(CAMNet)的研究。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，如CAD模型、生产工艺、制造仿真和顾客需求等。1997年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，
6、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。1998年12月，欧洲联盟公布了“第五框架计划(19982002)”，将虚拟网络企业列入研究主题。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4。 1994年，国外先进技术的发展引起了我国学术界、工业界和国家综合部门的重视，并被国家定为重点发展的科技领域之一。浙江大学顾新建和杭州汽轮机股份有限公司祁国宁在1996年提出大成组技术的概念。这是一种基于因特网的、面向制造全球化的成组技术和系统的新构思。香港理工大学李荣彬和同济大学张曙等
7、在1997年提出了分散网络化制造的构思。目的是要使香港和内地的资源和优势通过因特网有机集成起来，并发挥出更大的作用。华中科技大学提出了分布式网络化制造系统的初步构想。 分布式网络化制造系统是一种由多种、异构、分布式的制造资源，以一定互联方式，利用计算机网络组成的开放式的、多平台的、相互协作的、能及时灵活地响应客户需求变化的制造系统。国家863CIMS计划组织了关键技术攻关项目“基于CIMSNET的敏捷化工程”，其中包括9个面向企业的网络化制造的应用型项目。科技部于1999年3月将“网络化制造在精密成形与加工领域的应用研究及示范”课题列入“九五”国家重点科技攻关计划。此外，科技部和国家机械局还组
8、织了机械工业共性技术数据库和机械制造业基础技术信息支持系统的基础项目。 3、关键技术分析 31、分布式网络通讯技术 网络制造的基础是信息的处理、交换、传送和通讯。快速、有效和灵活的通讯是实现网络制造的必要条件。Internec、Web等网络技术的发展使异地的网络信息传输、数据访问成为可能。特别是Web技术的实现，可以提供一种支持成本低、用户界面友好的网络访问介质，解决制造过程中用户访问困难的问题5。 32、网络数据存取、交换技术 各种制造企业存在着大量不同的应用系统，企业在实施网络制造过程中，要求这些不同应用系统之间的信息能够准确交换和集成。 随着企业需求和技术不断发展，企业同时也要求新建立的
9、应用系统和原有的信息系统之间能够进行信息交换和集成。因此，通过建立一个信息交换标准协议模型，利用各种相应的标准来完成不同应用系统之间的信息交换。网络按集成分布框架体系存储数据信息，根据数据的地域分布，分别存储各地的数据备份信息，有关产品开发、设计、制造的集成信息存储在公共数据中心中，由数据中心协调统一管理，通过数据中心对各职能小组的授权实现对数据的存取。 33、工作流管理 工作流管理与PDM是产品开发生命周期中的2个组成部分，是从面向任务与面向信息2个不同的角度提出的管理方法。应用工作流管理集成PDM，是产品开发过程发展的趋势，只有这样才能把数据信息融入到生产的统一流程中，提高生产的效率。工作
10、流管理系统的主要组件是工作流应用规划接口和工作流制定服务。前者进行工作流、工作流行为与行为资源的标准化；后者包含执行接口和工作流引擎的执行服务。建立好的工作流管理，就是研究有效的从设计到生产的映射关系，实现产品分目结构(product break down structure，PBS)、装配分目结构(ABS)、作业分目结构(WBS)与工作流模型、工作流制定实例的映射，这是今后工作流与PDM研究的核心问题6。 34、网络安全性 由于网络化制造的各种信息交流是通过网络实现的，必须建立一个值得信赖的网络环境，确保制造企业中以及各制造企业间的各种制造信息和数据的安全交换和在Internet上安全可靠地
11、传输，确保远程通讯的保密性和完整性，确保各制造企业的技术、知识和专利不被非法窃取。 因此，制造网络通常采用根据实际情况来确定的有针对性的开放度。根据制造网络的功能作用不同，保密级不同，而采取相应的措施。 就目前来看，网络信息的机密性、认证和授权、完整性、抗抵赖性是网络制造的信息安全面临的四个问题，也是推动网络制造发展的四大障碍。 35、网络制造的有效管理模式 网络制造的服务系统涉及到不同的企业单位。因此，如何在一定的时间(如产品生命周期中一个阶段)、一定的空间(如产品设计师和制造工程师并行解决问题这一集合形成的空间)内，根据各方所能提供的人力与物力，利用计算机网络，进行合理的利益分配，使小组成
12、员共享知识与信息，形成良性循环。同时建立有效的管理机制，避免潜在的不相容性引起的矛盾，是保证系统成功运行的关键所在7。 4、结束语 网络技术的飞速发展，使得制造业突破了地域空间的限制。未来制造业的发展趋势必然是网络化、全球化、虚拟化，总体目标则是要达到快速设计、快速制造、快速检测、快速响应和快速重组。网络制造的研究、实施与应用对于充分利用制造业优势资源、改造传统制造业、推动制造业网格应用软件产业的发展、建立我国现代企业创新体系等方面，从而提升我国制造业企业水平，尤其是广大中小型企业的发展有着重要的意义。 参考文献 1、杨叔子，吴波，胡春华等网络化制造与企业集成J中国机械工程2000，11(1)：4548 2、范玉顺，张立晴，刘博网络化制造与制造网络J中国机械工程2004，15(19)：17331738 3、陈新度，陈新制造业信息化的发展 网络化制造J机电工程技术2004，33(6)：79 4、顾新建网络化制造的战略和方法M北京：高等教育出版社，2001 5、尹勇，陈幼平，周祖德等网络制造信息共享关键技术J制造业自动化2004，26(1)：5255 6、严隽琪数字化与网络化制造J工业工程与管理2000(1)：811 7、张曙分散网络化制造J机械与电子1998(5)：36
