概述網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)

1、姓名：董慧學(xué)號(hào)：201018137概述網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)一、導(dǎo)言所謂網(wǎng)絡(luò)化制造是指通過采用先進(jìn)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(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)范圍和方式的約束,開展覆蓋產(chǎn)品整個(gè)生命周期全部或部分環(huán)節(jié)的企業(yè)業(yè)務(wù)活動(dòng)（如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷售、采購(gòu)、管 理等），實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的協(xié)同和各種社會(huì)資源的共享與集成，高速度、高質(zhì)量、 低成本地為市場(chǎng)提供所需的產(chǎn)品和服務(wù)。迄今為止，國(guó)內(nèi)外許多專家、學(xué)者、企業(yè)應(yīng)用人員在網(wǎng)絡(luò)化制造方面已 經(jīng)開展了大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐工作，德國(guó)Production 2000框架方案旨在 建立一個(gè)全球化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造

2、資源信息服務(wù)網(wǎng)；歐洲聯(lián)盟公布的“第五 框架計(jì)劃（1998- 2002年）”已將虛擬網(wǎng)絡(luò)企業(yè)列入研究主體，其目標(biāo)是為 聯(lián)盟內(nèi)各個(gè)國(guó)家的企業(yè)提供資源服務(wù)和共享的統(tǒng)一基礎(chǔ)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上 公布的第六框架計(jì)劃（2002- 2006年）”的一個(gè)主要集成平臺(tái)體系結(jié)構(gòu) 目標(biāo)是進(jìn)一步研究利用Internet技術(shù)改善聯(lián)盟內(nèi)各個(gè)分散實(shí)體之間的集成 和協(xié)作機(jī)制。二、網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)2.1引言隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的 革命。這場(chǎng)革命極大地改變著世界經(jīng)濟(jì)面貌，塑造一種“新經(jīng)濟(jì)”，即網(wǎng)絡(luò)經(jīng) 濟(jì)”。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代制造環(huán)境的變化，需要建立一種按市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的、具 有快速響應(yīng)

3、機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)模式。網(wǎng)絡(luò)化制造是傳統(tǒng)制造業(yè)在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中 必然要采取的行動(dòng)，制造企業(yè)將利用Internet進(jìn)行產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)和制造。通過 Internet，企業(yè)將與顧客直接接觸，顧客將參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，或直接下訂單給企業(yè) 進(jìn)行定制生產(chǎn)，企業(yè)將產(chǎn)品直接銷售給顧客。由于Internet無所不在，市場(chǎng)全球 化和制造全球化將是企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。由于在Internet上信息傳遞 的快捷性，并由于制造環(huán)境變化的激烈性，企業(yè)間的合作越來越頻繁，企業(yè)的資 源將得到更加充分和合理的利用。企業(yè)內(nèi)的信息和知識(shí)將高度集成和共享，企業(yè) 的管理模式將發(fā)生很大變化。因此，網(wǎng)絡(luò)化制造將成為制造企業(yè)在21世紀(jì)的重 要

4、制造戰(zhàn)略。網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)（重點(diǎn)是先進(jìn)制造技術(shù)）相結(jié)合的 所有相關(guān)技術(shù)和研究領(lǐng)域的總稱，是經(jīng)濟(jì)全球化和信息革命時(shí)代的必然產(chǎn)物。網(wǎng) 絡(luò)化制造技術(shù)不是一項(xiàng)具體技術(shù)，也不是一個(gè)一成不變的單項(xiàng)技術(shù)，而是一個(gè)不 斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)技術(shù)群和動(dòng)態(tài)技術(shù)系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，特別是Internet /Intranet/Extranet和數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上的所有先進(jìn)制造技術(shù)的總稱。網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)涉 及到制造業(yè)的各種制造經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和產(chǎn)品生產(chǎn)周期全過程，因此其技術(shù)構(gòu)成涉及內(nèi) 容多，學(xué)科交叉范圍大。但一般說來，基于網(wǎng)絡(luò)”是他相對(duì)其他制造技術(shù)的主 要特征，該特征表明了網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)作用和支撐作用。網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)既是重要

5、的 高新技術(shù)，又是信息技術(shù)與制造技術(shù)的結(jié)合，是用信息化帶動(dòng)工業(yè)化的重要有效 技術(shù)。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化制造涉及的有關(guān)技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的研究和應(yīng)用發(fā)展很快，我國(guó) 制造業(yè)也應(yīng)充分認(rèn)識(shí)面臨的嚴(yán)峻競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)和潛在的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，即挑戰(zhàn)與機(jī)遇共存 的局面。通過發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)，可以提高我國(guó)企業(yè)的管理水平以及開拓國(guó)際 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的能力，并提升產(chǎn)品的開發(fā)能力；可以加快我國(guó)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；提 高我國(guó)制造資源利用率，降低制造成本，提高我國(guó)企業(yè)的制造能力和制造水平； 有利于我國(guó)企業(yè)的整體優(yōu)化運(yùn)行，提高整體水平和綜合效益。因此必須抓住機(jī)遇， 發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造關(guān)鍵技術(shù)，用網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)來改造和提升我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)，用 信息技術(shù)帶動(dòng)制造業(yè)

6、。2.2網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)構(gòu)成（1）概述網(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(yùn)行方式。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化制造系 統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行全面的定義；通過網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的建模，發(fā)現(xiàn) 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)存在的問題，進(jìn)而改進(jìn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或優(yōu)化系統(tǒng) 運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)化制造涉及到協(xié)同、設(shè)計(jì)、服務(wù)、銷售和裝配等，由下述功能分系統(tǒng)構(gòu) 成：網(wǎng)絡(luò)化企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟和虛擬企業(yè)組建的優(yōu)化系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下項(xiàng)目管 理系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)支持系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及設(shè)計(jì) 制造集成支持系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下敏捷供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)；產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)

7、化銷售與 定制的開發(fā)與運(yùn)行支持系統(tǒng)；相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)支撐分系統(tǒng)。這些功能分系統(tǒng) 既能集成運(yùn)行，也能單獨(dú)應(yīng)用。在系統(tǒng)層次由下往上依次為：基本的網(wǎng)絡(luò)傳輸層 （系統(tǒng)可以使用Internet連接、企業(yè)內(nèi)外網(wǎng)連接以及區(qū)域?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)連接），數(shù)據(jù) 庫(kù)管理系統(tǒng)，搜索和分析的基礎(chǔ)通信平臺(tái)，項(xiàng)目管理和PDM （功能分系統(tǒng)），面 向用戶的應(yīng)用系統(tǒng)和服務(wù)。（2）網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的視圖構(gòu)成功能視圖：描述網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)中較為穩(wěn)定的靜態(tài)功能組成和動(dòng)態(tài)功能聯(lián)系 信息視圖：描述網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和信息處理過程資源視圖：描述網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)中的設(shè)備、物流等系統(tǒng)資源配置以及資源流 模型組織視圖：描述網(wǎng)絡(luò)化制造系

8、統(tǒng)的組織構(gòu)成和組織方式過程視圖：描述網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)中涉及上述四個(gè)視圖的業(yè)務(wù)流程構(gòu)成與運(yùn)行 過程2.3網(wǎng)絡(luò)化制造的關(guān)鍵技術(shù)制造系統(tǒng)的敏捷基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（AIMS Net, Agile Infrastructure for Manufacturing System）AIMS Net包括供應(yīng)商信息、資源和伙伴選擇、合同與協(xié)議服務(wù)、虛擬企業(yè) 運(yùn)作支持和工作小組合作支持等。AIMS Net是一個(gè)開放網(wǎng)絡(luò)，任何企業(yè)都可在 其上提供服務(wù)，而且這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是無縫隙的，因?yàn)橥ㄟ^它，企業(yè)從內(nèi)部和夕卜部獲得 服務(wù)沒有任何區(qū)別。通過AIMS Net可以減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，使當(dāng)前的生產(chǎn)更加 流暢，并可開辟企業(yè)從事生產(chǎn)活動(dòng)的新途

9、徑。利用AIMS Net可把能力互補(bǔ)的大、 中、小企業(yè)連接起來，形成供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)不再是大而全”、“小而全”，而 是更加強(qiáng)調(diào)自己的核心專長(zhǎng)。通過相互合作，能有效地處理任何不可預(yù)測(cè)的市場(chǎng) 變化。CAM 網(wǎng)絡(luò)(CAM Net)CAM Net通過Internet提供多種制造支撐服務(wù)，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可制造性、加 工過程仿真及產(chǎn)品的試驗(yàn)等，使得集成企業(yè)的成員能夠快速連接和共享制造信 息。建立敏捷制造的支撐環(huán)境在網(wǎng)絡(luò)上協(xié)調(diào)工作，將企業(yè)中各種以數(shù)據(jù)庫(kù)文本圖 形和數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的分布信息通過使能器集成起來以供合作伙伴共享，為各合作 企業(yè)的過程集成提供支持。網(wǎng)絡(luò)化制造模式下的CAPP技術(shù)CAPP是聯(lián)系設(shè)計(jì)和制造的

10、橋梁和紐帶，所以網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的實(shí)施必須獲 得工藝設(shè)計(jì)理論及其應(yīng)用系統(tǒng)的支持。因此，在繼承傳統(tǒng)的CAPP系統(tǒng)研究成果 的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索網(wǎng)絡(luò)化制造模式下的集成化、工具化CAPP系統(tǒng)是當(dāng)前網(wǎng) 絡(luò)化制造系統(tǒng)研究和開發(fā)的前沿領(lǐng)域。它包括：基于Internet的工具化零件信息 輸入機(jī)制建立，基于Internet的派生式工藝設(shè)計(jì)方法，基于Internet的創(chuàng)成式工 藝設(shè)計(jì)方法等。企業(yè)集成網(wǎng)絡(luò)(Enterprise Integration Net)Enterprise Integration Net提供各種增值的服務(wù)，包括目錄服務(wù)、安全性服務(wù) 和電子匯款服務(wù)等。目錄服務(wù)幫助用戶在電子市場(chǎng)或企業(yè)內(nèi)部尋找信

11、息、服務(wù)和 人員。安全性服務(wù)通過用戶權(quán)限為網(wǎng)絡(luò)安全提供保障。電子匯款服務(wù)支持在整個(gè) 網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行商業(yè)往來。通過這些服務(wù)，用戶能夠快速地確定所需要的信息，安全 地進(jìn)行各種業(yè)務(wù)以及方便地處理財(cái)務(wù)事務(wù)。三、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)3.1數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造概述（1）數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既包含了產(chǎn)品生命周期中從生至亡的 整個(gè)過程的縱向信息化，又涵蓋了制造業(yè)所有類別相互交織的橫向信息化。（2）數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造的特征：敏捷化：敏捷化是網(wǎng)絡(luò)化制造的核心思想之一。分散化：網(wǎng)絡(luò)化制造的分散化具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是資源分散化，包 括制造硬件資源分散在不同的組織內(nèi)，不同的地域內(nèi)，不同的文化條件內(nèi)等; 其二是指

12、制造系統(tǒng)中生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理決策的分散化。動(dòng)態(tài)化;市場(chǎng)和產(chǎn)品的是網(wǎng)絡(luò)化制造聯(lián)盟存在的先決條件，根據(jù)市場(chǎng)和產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)變化，網(wǎng)絡(luò)化制造聯(lián)盟隨之發(fā)生動(dòng)態(tài)的變化。協(xié)作化：資源的充分利用體現(xiàn)在形成產(chǎn)品的價(jià)值鏈中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。集成化：由于資源和決策的分散性的特征，要充分發(fā)揮資源的效率，就必須 將制造系統(tǒng)中的各種分散的資源能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)集成。數(shù)字化：借助信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)化制造能夠?qū)崿F(xiàn)真正完全無圖紙的虛擬設(shè)計(jì)、 數(shù)字化和虛擬化制造，幫助企業(yè)形成信息化的組織構(gòu)架。網(wǎng)絡(luò)化：由于制造資源和市場(chǎng)的分散，實(shí)現(xiàn)快速重組必須建立在網(wǎng)絡(luò)化的基 礎(chǔ)上。因此，組建高效的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟需要將電子網(wǎng)絡(luò)作為支撐環(huán)境，并充分利 用現(xiàn)代化通信技術(shù)和信息技

13、術(shù)。3.2網(wǎng)絡(luò)化CAD技術(shù)（1）網(wǎng)絡(luò)化CAD的支撐技術(shù)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟中的圖形傳輸模式：對(duì)于擁有數(shù)控加工裝備的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，可以組成單位之間具有不同程度的和不 同類別的數(shù)控資源。例如：有的研究所或企業(yè)擁有大型商用化CAD/CAM軟件， 其設(shè)計(jì)能力很強(qiáng)，但是其加工能力較弱；而有些過去大量先進(jìn)制造設(shè)備投資的大 型企業(yè)，其設(shè)計(jì)能力與加工能力也有不相符的現(xiàn)象，造成數(shù)控設(shè)備利用率低下。 所以，我們要研究網(wǎng)絡(luò)化CAD設(shè)計(jì)，還要分析網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟中的圖形傳輸模式，它 既不同于一般的網(wǎng)絡(luò)圖形分布與瀏覽，也不同于某些特殊域、特定局域網(wǎng)絡(luò)的圖 形傳輸工作。 VRML Plug-in 插件使用VRML語言可以構(gòu)建Web支持的三維場(chǎng)景

14、對(duì)象，它是我們將產(chǎn)品特征 圖形發(fā)布于網(wǎng)上的通道和橋梁。在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)中，使用VRML瀏覽插件Plug-in 既可以瀏覽產(chǎn)品特征圖形轉(zhuǎn)換成VRML語言格式的Web頁(yè)。（1）VRML語言及文件格式VRML-虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言，它是一個(gè)三維造型和渲染的圖形描述性語言， 它是一個(gè)虛擬世界”看作一個(gè)場(chǎng)景”，而場(chǎng)景中的一切都看作對(duì)象”，對(duì)每 一個(gè)對(duì)象的描述就構(gòu)成WRL文件。（2）VRLM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)VRLM文件的最基本的組成部分是結(jié)點(diǎn)，VRLM文件的主要內(nèi)容就是結(jié)點(diǎn) 的層層嵌套以及結(jié)點(diǎn)的定義和使用，由此構(gòu)成整個(gè)的虛擬世界。在VRLM文件 中可以為結(jié)點(diǎn)定義一個(gè)名稱，然后在本文本的后面就可以反復(fù)地引用該結(jié)點(diǎn)。注 意

15、，定義結(jié)點(diǎn)時(shí)要按照一定的語法。3.3網(wǎng)絡(luò)化CAPP技術(shù)（1）CAPP的概述與傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法相比，計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）具有以下優(yōu)點(diǎn)： 提高工藝文件的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期將廣大工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣、重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來能繼承有經(jīng)驗(yàn)的工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，并有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化為適應(yīng)當(dāng)前日益自動(dòng)化的現(xiàn)代制造環(huán)節(jié)的需要和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成創(chuàng)造系統(tǒng) 創(chuàng)造必要條件（2）CAPP的基本類型檢索式CAPP系統(tǒng)這種系統(tǒng)常用于大批量生產(chǎn)模式，工件的種類很少，零件變化不大且相似程 度很高。檢索式的系統(tǒng)不需要進(jìn)行零件的編碼，在建立系統(tǒng)時(shí)，只需要將各類零 件的工藝規(guī)程輸入計(jì)算機(jī)。如果需要編制新零件的工藝規(guī)程，只需將同類零件的 工藝規(guī)程調(diào)出并進(jìn)行修改即可。派生式CAPP系統(tǒng)這是一