網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)化制造內(nèi)涵及發(fā)展趨勢(shì)

引言在目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展以及企業(yè)為適應(yīng)新形勢(shì)下能實(shí)現(xiàn)利益最大化的雙重驅(qū)動(dòng)力下，網(wǎng)絡(luò)化制造應(yīng)運(yùn)而生。網(wǎng)絡(luò)化制造的出現(xiàn)與發(fā)展，引起了全球制造領(lǐng)域的極大關(guān)注。1993年，美國(guó)政府在宣布“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）”計(jì)劃時(shí)指出：“網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)制造到流通的信息一體化；將實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程共享科學(xué)信息資源和儀器設(shè)備資源；將提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和工作效率，刺激經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展[1]?！彪S著經(jīng)濟(jì)全球化的推進(jìn)，企業(yè)也面臨著全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇，而能否在這場(chǎng)戰(zhàn)役中取得勝利掌握、發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造這一核心技術(shù)至關(guān)重要。制造業(yè)分類數(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)品全生命周期中從生至亡整個(gè)過(guò)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。根據(jù)最新的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4754-2002）之規(guī)定，制造業(yè)分為如下31個(gè)大類：1、農(nóng)副食品加工業(yè)（原名食品加工業(yè)）2、食品制造業(yè)3、飲料制造業(yè)4、煙草制造業(yè)（原名煙草加工業(yè)）5、紡織業(yè)6、紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)（原名服裝以及其他纖維制品制造業(yè)）7、皮革、毛皮、羽毛（絨）及其制品業(yè)（原名皮革、毛皮、羽絨及其制品業(yè)）8、木材加工及木、竹、藤、棕、草制品業(yè)（原名木材加工及竹、藤、棕、草制品業(yè)）9、家具制造業(yè)10、造紙及紙制品業(yè)11、印刷業(yè)和記錄媒介的復(fù)制12、文教體育用品制造業(yè)13、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)（原名石油加工及煉焦業(yè)）14、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)15、醫(yī)藥制造業(yè)16、化學(xué)纖維制造業(yè)17、橡膠制品業(yè)18、塑料制品業(yè)19、非金屬礦物制品業(yè)20、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)21、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)22、金屬制品業(yè)23、通用設(shè)備制造業(yè)（原名普通機(jī)械制造業(yè)）24、專用設(shè)備制造業(yè)25、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)26、武器彈藥制造業(yè)27、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)28、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)（原名電子及通信設(shè)備制造業(yè)）29、儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)30、工藝品及其他制造業(yè)（原名其他制造業(yè)）31、廢棄資源和廢舊材料回收加工業(yè)（新增）以上制造業(yè)類別中各分類項(xiàng)獨(dú)自或者聯(lián)合幾項(xiàng)與信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和企業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)過(guò)程控制的智能化、制造裝備的數(shù)控化以及咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，就形成了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)。面對(duì)市場(chǎng)需求與機(jī)遇，針對(duì)某一特定產(chǎn)品，利用以因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息高速公路，靈活而快速地組織社會(huì)制造資源（人力、設(shè)備、技術(shù)、市場(chǎng)等），按資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則，迅速地組成一種跨地域的、靠電子網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的、統(tǒng)一指揮的運(yùn)營(yíng)實(shí)體—網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的組建是由市場(chǎng)牽引力觸發(fā)的，針對(duì)市場(chǎng)機(jī)遇，以最短的時(shí)間、最低的成本、最少的投資向市場(chǎng)推出高附加值的產(chǎn)品。而當(dāng)市場(chǎng)機(jī)遇不存在時(shí)，聯(lián)盟解散，根據(jù)新的市場(chǎng)機(jī)遇重新組建新的聯(lián)盟，因而該聯(lián)盟是動(dòng)態(tài)的。當(dāng)然，動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟不排除合作過(guò)程中建立相互信任的良好關(guān)系，形成相對(duì)穩(wěn)定的合作伙伴關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)化制造概念如圖1.3所示。2、網(wǎng)絡(luò)化制造特征網(wǎng)絡(luò)化制造以敏捷化、分散化、動(dòng)態(tài)化、協(xié)作化、集成化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為基本特征。（1）敏捷化敏捷化是網(wǎng)絡(luò)化制造的核心思想之一。生產(chǎn)制造系統(tǒng)在現(xiàn)今發(fā)展階段，面臨的最大挑戰(zhàn)是：市場(chǎng)環(huán)境的快速變化帶來(lái)的不確定性；技術(shù)的迅速發(fā)展帶來(lái)的設(shè)備和知識(shí)的更新速度加快；市場(chǎng)由賣方轉(zhuǎn)為買方，市場(chǎng)正逐步走向全球化；產(chǎn)品特征由單一、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變?yōu)轭櫩突瘋€(gè)性化，產(chǎn)品的壽命周期明顯縮短；制造企業(yè)之間盡管不再是單純的你死我活的競(jìng)爭(zhēng)，但競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度有增無(wú)減。所有這一切都要求制造業(yè)具有快速反應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，即敏捷化的能力。（2）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：其一是資源分散性，包括制造硬件資源（如設(shè)備、物料、人力和知識(shí)等）分散在不同的組織內(nèi)、不同的地域內(nèi)、不同的文化條件下等；另一是指制造系統(tǒng)中生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理決策的分散化。（3）動(dòng)態(tài)化網(wǎng)絡(luò)化制造聯(lián)盟是針對(duì)市場(chǎng)需求和機(jī)遇，面向特定產(chǎn)品而組建的。市場(chǎng)和產(chǎn)品是網(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)變化，市場(chǎng)和產(chǎn)品機(jī)遇不存在時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化制造聯(lián)盟解散，根據(jù)新的市場(chǎng)和產(chǎn)品機(jī)遇重新組建新的聯(lián)盟。（4）協(xié)作化資源地充分利用體現(xiàn)在形成產(chǎn)品的價(jià)值鏈中的每一環(huán)節(jié)。產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、零部件制造、總裝，直到產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)，都需要網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟合作伙伴之間的緊密配合。這種協(xié)作化是一個(gè)快速響應(yīng)市場(chǎng)，完成共同戰(zhàn)略目標(biāo)的優(yōu)化過(guò)程。（5）集成化由于資源和決策的分散性特征，要充分發(fā)揮資源的效率，就必須將制造系統(tǒng)中各種分散的資源能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)集成，分散資源的高效集成是網(wǎng)絡(luò)化制造的目標(biāo)之一。（6）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(wú)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，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)與外界的信息流、物流和資金流的順暢傳遞，從而保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造周期的縮短，降低成本，提高工作效率。（7）網(wǎng)絡(luò)化現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的形成。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)之上。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，并充分應(yīng)用現(xiàn)代化通訊技術(shù)與信息技術(shù)。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)制造模式目前，網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的基本模式有：基于Agent分布式網(wǎng)絡(luò)化制造模式和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境下，制造企業(yè)的組織形態(tài)、經(jīng)營(yíng)模式和管理機(jī)制需要有全方位的創(chuàng)新，使之適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化制造的要求。傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)相對(duì)固定、制造資源相對(duì)集中、以區(qū)域經(jīng)濟(jì)環(huán)境為主導(dǎo)、以面向產(chǎn)品特征的制造模式已與之不相適應(yīng)，需要建立一種市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的、具有快速響應(yīng)機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)化制造模式，這將是當(dāng)前乃至今后若干長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)制造業(yè)所面臨的最緊迫的任務(wù)之一，是制造業(yè)企業(yè)擺脫困境，贏得市場(chǎng)，掌握主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。隨著制造業(yè)從以生產(chǎn)為中心轉(zhuǎn)向以市場(chǎng)需求為中心，從以企業(yè)為主導(dǎo)轉(zhuǎn)向以客戶為中心，要求網(wǎng)絡(luò)化制造必須有柔性化和敏捷化的特征。這意味著網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)必須具有動(dòng)態(tài)易變性，能通過(guò)快速重組，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。有利于制造資源與市場(chǎng)的全球分布性，因此，這種快速重組必須建立在全球性的分布式網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上?；贏gent分布式網(wǎng)絡(luò)化制造模式Agent概念最初源于分布式人工智能領(lǐng)域，用以表示具有推理決策與問(wèn)題求解能力的智能邏輯單元。Agent之間通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，Agent作為網(wǎng)絡(luò)上的智能結(jié)點(diǎn)，構(gòu)成分布式多Agent系統(tǒng)，其特點(diǎn)是具有開放性、分布式合作和適應(yīng)環(huán)境變化的自組織能力。而任何規(guī)模、任一層次的制造系統(tǒng)都是由若干個(gè)完成不同任務(wù)的環(huán)節(jié)組成。各環(huán)節(jié)在獨(dú)立完成自身任務(wù)的同時(shí)，又相互協(xié)作，共同完成制造任務(wù)，因此，制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制造資源向產(chǎn)品轉(zhuǎn)身任務(wù)的同時(shí)，又相互協(xié)作，共同完成制造任務(wù)，因此，制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制造資源向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的整個(gè)過(guò)程是一個(gè)典型的多Agent協(xié)同求解過(guò)程。在基于Agent的制造環(huán)境中，同樣可以引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以經(jīng)濟(jì)利益為紐帶，通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的招標(biāo)-投標(biāo)-中標(biāo)方式，驅(qū)動(dòng)各Agent之間的動(dòng)態(tài)組合，達(dá)到制造系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重組。一般而言，每個(gè)Agent都是自律的和彼此獨(dú)立的組件，但也可以擁有若干Agent作為自己的“友元”，建立一種相對(duì)緊密的關(guān)系?；贏gent分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的模式見圖1.4。其中Agent的基本結(jié)構(gòu)如圖1.5所示，每個(gè)Agent都擁有自己的局部數(shù)據(jù)庫(kù)（Access）。各Agent之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相互傳遞消息，通過(guò)對(duì)各種類型消息的不同處理來(lái)進(jìn)行合作與協(xié)調(diào)。從本質(zhì)上講，任何規(guī)模、任一層次的制造系統(tǒng)都是由若干個(gè)完成不同任務(wù)的環(huán)節(jié)組成。各環(huán)節(jié)在獨(dú)立完成自身任務(wù)的同時(shí)，又相互協(xié)作，共同完成制造任務(wù)，因此，可以說(shuō)制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制造資源向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的整個(gè)制造過(guò)程是一個(gè)典型的多Agent協(xié)同求解過(guò)程。制造環(huán)境中，一個(gè)Agent所代表的功能實(shí)體可以是制造組織、生產(chǎn)單元和軟件系統(tǒng)等。。一個(gè)工廠、一個(gè)制造企業(yè)就是一個(gè)典型的功能實(shí)體，一個(gè)功能獨(dú)立的車間、制造子系統(tǒng)、職能部門，一臺(tái)或若干臺(tái)制造設(shè)備均可以作為一個(gè)功能實(shí)體，這取決于Agent的粒度的選擇。Agent的粒度反映其功能實(shí)體的規(guī)模。功能實(shí)體的規(guī)模越小，制造環(huán)境中Agent的數(shù)目就越多，制造系統(tǒng)重組的靈活性增加，適應(yīng)性增強(qiáng)，但系統(tǒng)的組織與控制的復(fù)雜程度也隨之增加,并使系統(tǒng)的運(yùn)行效率降低。動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟1991年，美國(guó)政府為了在世界經(jīng)濟(jì)中重振雄風(fēng)，并在未來(lái)全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)地位，由國(guó)防部、企業(yè)界和學(xué)術(shù)界聯(lián)合研究未來(lái)制造技術(shù)，并完成了《21世紀(jì)制造企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告》。該報(bào)告明確提出了敏態(tài)靈活的虛擬組織機(jī)構(gòu)（VirtualOrganization）或動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、先進(jìn)的柔性生產(chǎn)技術(shù)和高素質(zhì)的人員進(jìn)行全面的集成，從而使企業(yè)能夠從容應(yīng)付快速變化和不可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)需求，獲得企業(yè)的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益。其中的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與虛擬組織結(jié)構(gòu)或虛擬公司（VirtualCompany）是相同的概念，其含義是指企業(yè)群體為了贏得某一機(jī)遇性市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，把一復(fù)雜產(chǎn)品迅速開發(fā)出來(lái)，并推向市場(chǎng)，他們從各自公司中選出開發(fā)新產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)部分，然后綜合成一個(gè)單一的經(jīng)營(yíng)實(shí)體。該動(dòng)態(tài)聯(lián)盟或虛擬企業(yè)的生命周期取決于產(chǎn)品市場(chǎng)機(jī)遇，機(jī)遇一旦消失，它即行解體。動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的基礎(chǔ)是企業(yè)聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)可以直接建立在Internet上，也可以建立在專用網(wǎng)上。常用的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的結(jié)構(gòu)見圖1.6，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟企業(yè)與傳統(tǒng)公司的根本差別見表1.3。隨著經(jīng)營(yíng)機(jī)遇、經(jīng)營(yíng)過(guò)程、合作伙伴、經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目、核心資源、產(chǎn)品供應(yīng)鏈以及風(fēng)險(xiǎn)和利益等關(guān)系的變化，網(wǎng)絡(luò)盟主的主導(dǎo)企業(yè)可能發(fā)生變化，“盟主”地位是動(dòng)態(tài)的、輪換的。誰(shuí)能最先抓住市場(chǎng)機(jī)遇，并對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的概念和關(guān)鍵技術(shù)有所創(chuàng)新，誰(shuí)就有可能優(yōu)先獲得領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，成為盟主。數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)網(wǎng)絡(luò)制造模式反映了未來(lái)制造業(yè)聯(lián)盟企業(yè)的盟主、合作伙伴與用戶之間的合作趨勢(shì)與方式。其研究?jī)?nèi)容的涉及面很廣泛，包括計(jì)算機(jī)的信息傳遞技術(shù)、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與先進(jìn)制造技術(shù)、企業(yè)管理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)幾大領(lǐng)域的知識(shí)。具體需要解決的相關(guān)技術(shù)包括：異地三維可視環(huán)境的建立；產(chǎn)品圖形及仿真結(jié)果的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與瀏覽；數(shù)控代碼的網(wǎng)絡(luò)傳輸；工藝參數(shù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與傳輸；異地過(guò)程監(jiān)控模型；產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的異地修改；異地設(shè)計(jì)與制造的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；網(wǎng)上交流機(jī)制；安全防范機(jī)制；產(chǎn)品信息交換；工藝設(shè)計(jì)和定義；工藝計(jì)劃和調(diào)度；車間管理與控制；人力資源管理；財(cái)務(wù)管理與控制；資產(chǎn)與材料管理；供應(yīng)鏈管理、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；公共信息服務(wù)；制造知識(shí)庫(kù)；成本/支付能力；可生產(chǎn)性；解決用戶使用的產(chǎn)品維修信息等技術(shù)。本書主要是研究裝備制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)。數(shù)控機(jī)床使用現(xiàn)狀數(shù)控加工作為先進(jìn)制造的典型技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)化制造的重要手段，應(yīng)隨市場(chǎng)的全球化、競(jìng)爭(zhēng)的激烈化、需求的個(gè)性化、生產(chǎn)的人性化而體現(xiàn)出制造技術(shù)的信息化、科學(xué)化和服務(wù)化，但是在我國(guó)數(shù)控加工中卻出現(xiàn)了不盡如人意的現(xiàn)狀。80年代實(shí)行改革開放后，我國(guó)的制造企業(yè)通過(guò)不同形式，包括國(guó)家投資、中外合資、國(guó)內(nèi)外貸款等，進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)改造。我國(guó)第一個(gè)進(jìn)行整體行業(yè)技術(shù)引進(jìn)和改造的是上海機(jī)床工業(yè)，國(guó)家通過(guò)世界銀行貸款1億美元、國(guó)內(nèi)配套約3億人民幣（當(dāng)時(shí)1美元=2.8元人民幣）對(duì)上海機(jī)床工業(yè)進(jìn)行了大規(guī)模的全面技術(shù)改造，主要引進(jìn)了：（1）三臺(tái)加工中心組成的箱體零件柔性制造單元；（2）152臺(tái)高檔名牌數(shù)控機(jī)床；（3）102臺(tái)高精密機(jī)床和測(cè)量機(jī)器；（5）15套MRP-II系統(tǒng)。從技術(shù)進(jìn)步的角度來(lái)看，上海機(jī)床廠和上海機(jī)床公司所屬的16家主要企業(yè)和研究所確實(shí)上了一個(gè)很大的臺(tái)階，與國(guó)外機(jī)床工業(yè)的差距大大縮小。隨后，長(zhǎng)春第一汽車廠、洛陽(yáng)第一拖拉機(jī)廠、沈陽(yáng)第一機(jī)床廠、哈爾濱三大動(dòng)力廠等也相繼引進(jìn)了先進(jìn)的制造裝備。但是，從1993年到1998年，中國(guó)的機(jī)床工業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中連連敗北。在我國(guó)機(jī)床消費(fèi)額有所增長(zhǎng)的情況下，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率從80%下降到35%左右。上海機(jī)床廠制造的高精度、高效率機(jī)床同樣也賣不出去。與此同時(shí)，進(jìn)口機(jī)床額從1990年的5億美元增加到1996年的25億美元左右，民族工業(yè)受到很大打擊。1998年，當(dāng)國(guó)內(nèi)機(jī)床銷售競(jìng)爭(zhēng)加劇、市場(chǎng)低迷之際，美國(guó)著名的吉丁斯·路易斯公司卻看好時(shí)機(jī)，在上海成立了上海法道機(jī)床公司，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為500臺(tái)立式加工中心，將以低價(jià)位、高技術(shù)以及現(xiàn)代化的管理營(yíng)銷理念進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)。法道公司一家的年產(chǎn)量將等于全國(guó)機(jī)床行業(yè)加工中心產(chǎn)量的總和，我國(guó)機(jī)床企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上又遭遇新的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。數(shù)控機(jī)床是組成先進(jìn)制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要設(shè)備。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的擁有量在機(jī)床中占25%，數(shù)控機(jī)床的研究和普及與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，有很大的差距。在我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)所使用的數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)是從國(guó)外進(jìn)口的，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床所用的數(shù)控系統(tǒng)和伺服裝置，大部分是FANUC、AB、三菱、西門子等產(chǎn)品，嚴(yán)重制約了我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)效率的提高，阻礙了整體進(jìn)行的效益和素質(zhì)以及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)。在我國(guó)的數(shù)控機(jī)床使用中，有些應(yīng)用的很好，充分發(fā)揮了效益，而大多數(shù)卻存在開動(dòng)率和利用率不高、經(jīng)濟(jì)效益不理想等問(wèn)題，造成資源的極大浪費(fèi)，阻礙了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)。在使用數(shù)控機(jī)床設(shè)備中又普遍存在5個(gè)“不用”的實(shí)際問(wèn)題：（1）不會(huì)用——操作、編程復(fù)雜，會(huì)操作、編程的人員少；（2）不愿用——即使會(huì)操作、編程，對(duì)于單件小批量生產(chǎn)，由于編程繁瑣，技術(shù)人員寧愿安排使用普通機(jī)床加工；（3）不敢用——編程和控制稍有失誤，即造成設(shè)備和質(zhì)量事故，即便采用空車運(yùn)轉(zhuǎn)和軟材料試切，仍不能避免上述問(wèn)題，特別是復(fù)雜或重要零件的加工，往往不敢用數(shù)控機(jī)床；（4）不能用——復(fù)雜工件的編程量較大，受控制系統(tǒng)容量限制而不能使用；（5）不好用——某些商品化編程軟件，只提供加工理想形狀的幾何仿真，不考慮工件實(shí)際成形的物理仿真和切削過(guò)程仿真，不提供切削參數(shù)優(yōu)化功能，遇到大型復(fù)雜工件，即使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)生成數(shù)控代碼，操作者仍感程序調(diào)整困難。技術(shù)引進(jìn)的先進(jìn)制造設(shè)備，有的出現(xiàn)軟、硬件不是同一廠家產(chǎn)品現(xiàn)象，造成軟件部分功能與硬件不配套，甚至某些動(dòng)作無(wú)法執(zhí)行，或者系統(tǒng)軟件又缺乏硬件的一些功能指令資料及接口軟件等，影響了先進(jìn)制造設(shè)備的開發(fā)工作。分析原因分析導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床利用率偏低、使用范圍有限等現(xiàn)狀的原因，我們看到我國(guó)的數(shù)控技術(shù)資源分布不均衡是一個(gè)很重要的因素，往往是具有硬件設(shè)備，卻缺乏軟件力量。即數(shù)控機(jī)床的軟硬件資源、高素質(zhì)人員（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、機(jī)床操作等人員）資源很難同時(shí)兼有而又達(dá)到親密配合程度。例如：數(shù)控代碼編程能力有限，致使數(shù)控機(jī)床的使用受到限制；代碼校驗(yàn)需要軟材料試切，缺少自動(dòng)檢查工具；數(shù)控切削的在線監(jiān)測(cè)和分析手段不完善；切削參數(shù)出現(xiàn)變化時(shí)，不具備自調(diào)能力等等。根據(jù)我國(guó)數(shù)控機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)和使用中所存在的問(wèn)題，需要我們一方面亟待發(fā)揮、提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的功能與效率，提高售后服務(wù)質(zhì)量和水平，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率；另一方面也需要“激活”企業(yè)現(xiàn)有的一批數(shù)控機(jī)床，充分利用并提高其功能與效率，使之真正發(fā)揮先進(jìn)制造裝備的高效率、高功能作用。網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控加工中的意義數(shù)控機(jī)床的使用技術(shù)不是簡(jiǎn)單的設(shè)備使用問(wèn)題，而是一項(xiàng)具有一定規(guī)模的系統(tǒng)應(yīng)用工程。所以，不僅要在數(shù)控系統(tǒng)軟硬件上提高技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性，還要在生產(chǎn)模式上發(fā)生改變。將網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控加工中具有以下意義：

（1）生產(chǎn)管理模式的創(chuàng)新

擁有數(shù)控加工裝備的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟企業(yè)是若干企業(yè)的聯(lián)盟，同時(shí)它把市場(chǎng)中的輸入方（供應(yīng)商）和輸出方（顧客）都納入相互結(jié)盟的、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)共享利益的、統(tǒng)一的商務(wù)活動(dòng)之中，形成一個(gè)完整的商務(wù)概念和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)環(huán)境，從而使企業(yè)的生產(chǎn)管理出現(xiàn)了新模式，為企業(yè)向全球化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（2）利用軟件資源提高設(shè)備使用率Pro/E、UG、MasterCAM等商品化軟件的出現(xiàn)為先進(jìn)制造特別是數(shù)控加工增添了活力，它們可完成產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)、NC代碼自動(dòng)生成、代碼校驗(yàn)仿真以及有限元分析等工作。但是，購(gòu)買該類軟件費(fèi)用昂貴，高達(dá)幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)。使用網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)該類軟件各功能模塊的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與瀏覽，不但可使企業(yè)節(jié)約軟件購(gòu)買費(fèi)用，還可以使技術(shù)工人省去繁瑣的數(shù)控編程和軟材料試切等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上NC代碼生成和網(wǎng)上走刀軌跡校驗(yàn)，驗(yàn)證正確性后直接投入生產(chǎn)，從而提高數(shù)控機(jī)床的使用率。（3）有利于人員的技術(shù)培訓(xùn)人員素質(zhì)在先進(jìn)制造中起的作用相當(dāng)大，他可以主觀的決定是否使用先進(jìn)制造設(shè)備。所以，提高技術(shù)人員素質(zhì)勢(shì)在必行。但是培訓(xùn)技術(shù)人員，勢(shì)必需要投入大量資金，而且在短期內(nèi)還很難見效。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化培訓(xùn)可大大緩解這一矛盾，可使員工在任意時(shí)間均可得到技術(shù)訓(xùn)練。（4）實(shí)現(xiàn)資源共享產(chǎn)品的加工信息、物料流動(dòng)、經(jīng)驗(yàn)交流等可公開性資源可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上共享。另外為先進(jìn)制造開發(fā)的CAD/CAM/CAE軟件資源也可以集成到網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)、多企業(yè)使用，在一定程度上解決資源分配不均的問(wèn)題。（5）順應(yīng)未來(lái)制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)制造業(yè)的高技術(shù)化、產(chǎn)品日益多樣化、對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)靈敏化等要求，都需要實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工等先進(jìn)制造技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化。（6）符合華人制造業(yè)特點(diǎn)我國(guó)大陸的主要優(yōu)勢(shì)是：有相對(duì)雄厚的科技人才和科技力量；有數(shù)量眾多又勤勞簡(jiǎn)樸的勞動(dòng)力；還有巨大的國(guó)內(nèi)制成品市場(chǎng)。港澳地區(qū)的主要優(yōu)勢(shì)是：有善于在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上經(jīng)營(yíng)的管理人才和管理經(jīng)驗(yàn)；有靈通的經(jīng)濟(jì)技術(shù)信息；有廣泛的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)和貿(mào)易渠道；有健全的金融機(jī)構(gòu)、豐富的融資經(jīng)驗(yàn)和融資能力。臺(tái)灣地區(qū)的主要優(yōu)勢(shì)是：有善于經(jīng)營(yíng)的管理人才和管理經(jīng)驗(yàn)；有相當(dāng)廣泛的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)和貿(mào)易渠道；有相當(dāng)規(guī)模的科技力量；有相當(dāng)規(guī)模的資金；在制造業(yè)的某些領(lǐng)域也有相當(dāng)?shù)膶?shí)力和基礎(chǔ)。所以，集眾家制造特點(diǎn)之所長(zhǎng)，建立華人制造業(yè)先進(jìn)裝備網(wǎng)絡(luò)，有利于提高我國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。綜上所述，網(wǎng)絡(luò)化制造是基于網(wǎng)絡(luò)的制造企業(yè)的各種制造活動(dòng)及所涉及的制造技術(shù)及系統(tǒng)的總稱[2]。網(wǎng)絡(luò)化制造有著豐富的內(nèi)涵，其內(nèi)容還在不斷豐富的過(guò)程當(dāng)中。所具有基本特征主要有：1、基于網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)制造模式，企業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)內(nèi)、外聯(lián)網(wǎng)組織并管理；2、快速響應(yīng)市場(chǎng)需求；3、資源整合共享，節(jié)省成本；4、突破了地域和時(shí)間的限制等特征。網(wǎng)絡(luò)制造關(guān)鍵技術(shù)及現(xiàn)如今存在的發(fā)展瓶頸

在網(wǎng)絡(luò)化制造的研究與應(yīng)用中，涉及大量的組織、使能、平臺(tái)、工具、系統(tǒng)實(shí)施和運(yùn)行管理技術(shù)，這些技