概述網(wǎng)絡化制造技術(shù)

1、姓名：董慧學號：201018137概述網(wǎng)絡化制造技術(shù)一、導言所謂網(wǎng)絡化制造是指通過采用先進的網(wǎng)絡技術(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)務活動（如產(chǎn)品設計、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。迄今為止，國內(nèi)外許多專家、學者、企業(yè)應用人員在網(wǎng)絡化制造方面已 經(jīng)開展了大量的研究和應用實踐工作，德國Production 2000框架方案旨在 建立一個全球化的產(chǎn)品設計與制造

2、資源信息服務網(wǎng)；歐洲聯(lián)盟公布的“第五 框架計劃（1998- 2002年）”已將虛擬網(wǎng)絡企業(yè)列入研究主體，其目標是為 聯(lián)盟內(nèi)各個國家的企業(yè)提供資源服務和共享的統(tǒng)一基礎(chǔ)平臺，在此基礎(chǔ)上 公布的第六框架計劃（2002- 2006年）”的一個主要集成平臺體系結(jié)構(gòu) 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。二、網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)2.1引言隨著信息技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展，世界經(jīng)濟正經(jīng)歷著一場深刻的 革命。這場革命極大地改變著世界經(jīng)濟面貌，塑造一種“新經(jīng)濟”，即網(wǎng)絡經(jīng) 濟”。面對網(wǎng)絡經(jīng)濟時代制造環(huán)境的變化，需要建立一種按市場需求驅(qū)動的、具 有快速響應

3、機制的網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)模式。網(wǎng)絡化制造是傳統(tǒng)制造業(yè)在網(wǎng)絡經(jīng)濟中 必然要采取的行動，制造企業(yè)將利用Internet進行產(chǎn)品的協(xié)同設計和制造。通過 Internet，企業(yè)將與顧客直接接觸，顧客將參與產(chǎn)品設計，或直接下訂單給企業(yè) 進行定制生產(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)絡化制造將成為制造企業(yè)在21世紀的重 要

4、制造戰(zhàn)略。網(wǎng)絡化制造技術(shù)是將網(wǎng)絡技術(shù)和制造技術(shù)（重點是先進制造技術(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)濟全球化和信息革命時代的必然產(chǎn)物。網(wǎng) 絡化制造技術(shù)不是一項具體技術(shù)，也不是一個一成不變的單項技術(shù)，而是一個不 斷發(fā)展的動態(tài)技術(shù)群和動態(tài)技術(shù)系統(tǒng)，是在計算機網(wǎng)絡，特別是Internet /Intranet/Extranet和數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的所有先進制造技術(shù)的總稱。網(wǎng)絡化制造技術(shù)涉 及到制造業(yè)的各種制造經(jīng)營活動和產(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，學科交叉范圍大。但一般說來，基于網(wǎng)絡”是他相對其他制造技術(shù)的主 要特征，該特征表明了網(wǎng)絡的基礎(chǔ)作用和支撐作用。網(wǎng)絡化制造技術(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，是用信息化帶動工業(yè)化的重要有效 技術(shù)。當前網(wǎng)絡化制造涉及的有關(guān)技術(shù)在發(fā)達國家的研究和應用發(fā)展很快，我國 制造業(yè)也應充分認識面臨的嚴峻競爭形勢和潛在的后發(fā)優(yōu)勢，即挑戰(zhàn)與機遇共存 的局面。通過發(fā)展網(wǎng)絡化制造技術(shù)，可以提高我國企業(yè)的管理水平以及開拓國際 國內(nèi)市場的能力，并提升產(chǎn)品的開發(fā)能力；可以加快我國企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；提 高我國制造資源利用率，降低制造成本，提高我國企業(yè)的制造能力和制造水平； 有利于我國企業(yè)的整體優(yōu)化運行，提高整體水平和綜合效益。因此必須抓住機遇， 發(fā)展網(wǎng)絡化制造關(guān)鍵技術(shù)，用網(wǎng)絡化制造技術(shù)來改造和提升我國傳統(tǒng)制造業(yè)，用 信息技術(shù)帶動制造業(yè)

6、。2.2網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)構(gòu)成（1）概述網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是描述網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的一組模型的集合，這些 模型描述了網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、特性和運行方式。在進行網(wǎng)絡化制造系 統(tǒng)規(guī)劃設計時，對目標系統(tǒng)進行全面的定義；通過網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的建模，發(fā)現(xiàn) 當前網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)存在的問題，進而改進當前網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或優(yōu)化系統(tǒng) 運行。網(wǎng)絡化制造涉及到協(xié)同、設計、服務、銷售和裝配等，由下述功能分系統(tǒng)構(gòu) 成：網(wǎng)絡化企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟和虛擬企業(yè)組建的優(yōu)化系統(tǒng)；網(wǎng)絡化制造環(huán)境下項目管 理系統(tǒng)；網(wǎng)絡化協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)支持系統(tǒng)；網(wǎng)絡化制造環(huán)境下產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及設計 制造集成支持系統(tǒng)；網(wǎng)絡化制造環(huán)境下敏捷供應鏈管理系統(tǒng)；產(chǎn)品網(wǎng)絡

7、化銷售與 定制的開發(fā)與運行支持系統(tǒng)；相應的網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫支撐分系統(tǒng)。這些功能分系統(tǒng) 既能集成運行，也能單獨應用。在系統(tǒng)層次由下往上依次為：基本的網(wǎng)絡傳輸層 （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)絡連接），數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)，搜索和分析的基礎(chǔ)通信平臺，項目管理和PDM （功能分系統(tǒng)），面 向用戶的應用系統(tǒng)和服務。（2）網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的視圖構(gòu)成功能視圖：描述網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)中較為穩(wěn)定的靜態(tài)功能組成和動態(tài)功能聯(lián)系 信息視圖：描述網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)、信息流動和信息處理過程資源視圖：描述網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)中的設備、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)絡化制造系統(tǒng)中涉及上述四個視圖的業(yè)務流程構(gòu)成與運行 過程2.3網(wǎng)絡化制造的關(guān)鍵技術(shù)制造系統(tǒng)的敏捷基礎(chǔ)設施網(wǎng)絡（AIMS Net, Agile Infrastructure for Manufacturing System）AIMS Net包括供應商信息、資源和伙伴選擇、合同與協(xié)議服務、虛擬企業(yè) 運作支持和工作小組合作支持等。AIMS Net是一個開放網(wǎng)絡，任何企業(yè)都可在 其上提供服務，而且這個網(wǎng)絡是無縫隙的，因為通過它，企業(yè)從內(nèi)部和夕卜部獲得 服務沒有任何區(qū)別。通過AIMS Net可以減少生產(chǎn)準備時間，使當前的生產(chǎn)更加 流暢，并可開辟企業(yè)從事生產(chǎn)活動的新途

9、徑。利用AIMS Net可把能力互補的大、 中、小企業(yè)連接起來，形成供應鏈網(wǎng)絡。企業(yè)不再是大而全”、“小而全”，而 是更加強調(diào)自己的核心專長。通過相互合作，能有效地處理任何不可預測的市場 變化。CAM 網(wǎng)絡(CAM Net)CAM Net通過Internet提供多種制造支撐服務，如產(chǎn)品設計的可制造性、加 工過程仿真及產(chǎn)品的試驗等，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)絡上協(xié)調(diào)工作，將企業(yè)中各種以數(shù)據(jù)庫文本圖 形和數(shù)據(jù)文件存儲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)絡化制造模式下的CAPP技術(shù)CAPP是聯(lián)系設計和制造的

10、橋梁和紐帶，所以網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)的實施必須獲 得工藝設計理論及其應用系統(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，進一步探索網(wǎng)絡化制造模式下的集成化、工具化CAPP系統(tǒng)是當前網(wǎng) 絡化制造系統(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 輸入機制建立，基于Internet的派生式工藝設計方法，基于Internet的創(chuàng)成式工 藝設計方法等。企業(yè)集成網(wǎng)絡(Enterprise Integration Net)Enterprise Integration Net提供各種增值的服務，包括目錄服務、安全性服務 和電子匯款服務等。目錄服務幫助用戶在電子市場或企業(yè)內(nèi)部尋找信

11、息、服務和 人員。安全性服務通過用戶權(quán)限為網(wǎng)絡安全提供保障。電子匯款服務支持在整個 網(wǎng)絡上進行商業(yè)往來。通過這些服務，用戶能夠快速地確定所需要的信息，安全 地進行各種業(yè)務以及方便地處理財務事務。三、數(shù)字化網(wǎng)絡化制造技術(shù)3.1數(shù)字化網(wǎng)絡化制造概述（1）數(shù)字化網(wǎng)絡化制造是一項系統(tǒng)工程，既包含了產(chǎn)品生命周期中從生至亡的 整個過程的縱向信息化，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)絡化制造的特征：敏捷化：敏捷化是網(wǎng)絡化制造的核心思想之一。分散化：網(wǎng)絡化制造的分散化具體體現(xiàn)在兩個方面，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)營管理決策的分散化。動態(tài)化;市場和產(chǎn)品的是網(wǎng)絡化制造聯(lián)盟存在的先決條件，根據(jù)市場和產(chǎn)品的動態(tài)變化，網(wǎng)絡化制造聯(lián)盟隨之發(fā)生動態(tài)的變化。協(xié)作化：資源的充分利用體現(xiàn)在形成產(chǎn)品的價值鏈中的每一個環(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)實時集成。數(shù)字化：借助信息技術(shù)，網(wǎng)絡化制造能夠?qū)崿F(xiàn)真正完全無圖紙的虛擬設計、 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)絡化：由于制造資源和市場的分散，實現(xiàn)快速重組必須建立在網(wǎng)絡化的基 礎(chǔ)上。因此，組建高效的網(wǎng)絡聯(lián)盟需要將電子網(wǎng)絡作為支撐環(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)絡化CAD技術(shù)（1）網(wǎng)絡化CAD的支撐技術(shù)網(wǎng)絡聯(lián)盟中的圖形傳輸模式：對于擁有數(shù)控加工裝備的網(wǎng)絡聯(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， 其設計能力很強，但是其加工能力較弱；而有些過去大量先進制造設備投資的大 型企業(yè)，其設計能力與加工能力也有不相符的現(xiàn)象，造成數(shù)控設備利用率低下。 所以，我們要研究網(wǎng)絡化CAD設計，還要分析網(wǎng)絡聯(lián)盟中的圖形傳輸模式，它 既不同于一般的網(wǎng)絡圖形分布與瀏覽，也不同于某些特殊域、特定局域網(wǎng)絡的圖 形傳輸工作。 VRML Plug-in 插件使用VRML語言可以構(gòu)建Web支持的三維場景

14、對象，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。（1）VRML語言及文件格式VRML-虛擬現(xiàn)實造型語言，它是一個三維造型和渲染的圖形描述性語言， 它是一個虛擬世界”看作一個場景”，而場景中的一切都看作對象”，對每 一個對象的描述就構(gòu)成WRL文件。（2）VRLM的結(jié)構(gòu)特點VRLM文件的最基本的組成部分是結(jié)點，VRLM文件的主要內(nèi)容就是結(jié)點 的層層嵌套以及結(jié)點的定義和使用，由此構(gòu)成整個的虛擬世界。在VRLM文件 中可以為結(jié)點定義一個名稱，然后在本文本的后面就可以反復地引用該結(jié)點。注 意

15、，定義結(jié)點時要按照一定的語法。3.3網(wǎng)絡化CAPP技術(shù)（1）CAPP的概述與傳統(tǒng)的工藝設計方法相比，計算機輔助工藝設計（CAPP）具有以下優(yōu)點： 提高工藝文件的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準備周期將廣大工藝設計人員從繁瑣、重復的勞動中解放出來能繼承有經(jīng)驗的工藝設計的標準化，并有利于工藝設計的最優(yōu)化為適應當前日益自動化的現(xiàn)代制造環(huán)節(jié)的需要和實現(xiàn)計算機集成創(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)不需要進行零件的編碼，在建立系統(tǒng)時，只需要將各類零 件的工藝規(guī)程輸入計算機。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)出并進行修改即可。派生式CAPP系統(tǒng)這是一