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基于e - h u b 模式的共享制造资源建模方法 摘要 本课题是谢庆生教授主持承担的国家8 6 3 计划项目“基于e h u b 模式的共享 资源管理系统”( 2 0 0 6 a a 0 4 2 1 3 0 ) 的子课题之一。 目前对制造资源管理的研究或局限在狭义制造资源管理上，对广义制造资源 涉及面不够；或仅局限于理论方面的探讨，应用上的研究较少，还有很多内容有 待深入研究。本课题以制造业信息化理论方法为基础，对网络化制造资源管理系 统建模及应用实现等进行了研究，提出了面向网络化制造的基于e h u b 模式的制 造资源管理的建模方法，对合作伙伴接口过程及实现框架进行了研究，具有重要 的学术价值与应用价值。 本论文的主要研究工作与成果如下： 对基于e h u b 模式的制造资源管理系统理论与方法进行了深入的研究与分 析之后，在本实验室已有研究的基础上，完成了对基于e h u b 模式的制造资源管 理系统主要业务的建模，提出的基于e h u b 模式的制造资源管理系统整体解决方 案，为实现企业之间、企业与用户之间的互联互通、数据共享以及业务互动提供 有效支撑，从而为企业增强综合产能、提高响应市场能力、控制产品库存、捕捉 销售机会、降低生产成本以及实现业务集成提供有效支撑。 本论文对基于e h u b 模式的制造资源管理系统中的关键模块：制造资源共享 模块进行了分析，对制造资源共享模块的各功能区进行重构和划分，使资源共享、 资源管理、信息管理、会员管理更加人性化，界面更加友好。并采用d r e a m w e a v e r , s q ls e r v e r 2 0 0 0 开发部分模块，实现了组合创新及资源查询、集成、共享功能。 具有重要的理论意义和实际应用价值。 关键词：e h u b 管理系统制造资源资源集成资源描述资源配置 资源共享 分类号：t p 3 9 1 第l 页共6 4 页 t h e s h a r i n gm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em o d e l i n g b a s e d o ne h u bm o d e l s u m m a r y t h i st o p i ci so n eo fs u b t o p i c sw h i c hp r o f e s s o rx i eq i n g s h e n gh o s t t h en a t i o n a l 8 6 3p l a np r o j e c t s ”- b a s e do nt h ee h u bp a t t e r ns h a r e dr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m ( 2 0 0 6 a a 0 4 2 13 0 ) t h ec u r r e n tt h er e s e a r c ho fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ta r ec o n f i n e dt o t h en a l t o wm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n t ，m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ed o n tc o v e r s ab r o a de n o u g h ，o ro n l yl i m i t e dt ot h et h e o r e t i c a ls t u d ya n da p p l i c a t i o no fr e s e a r c ho n t h el e s s ，t h e r ea g em a n ye l e m e n t sn e e dt ob ei n d e p t hs t u d y t h i st o p i ct a k et h e m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yi n f o r m a t i o n i z a t i o nt h e o r ya saf o u n d a t i o n ，s t u d i e dt h en e t w o r k m a n u f a c t u r er e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mm o d e l i n ga n dt h ea p p l i c a t i o nt oc o n d u c t a n ds oo n ，p r o p o s e df a c eo nt h en e t w o r km a n u f a c t u r eb a s e do nt h ee - h u bp a t t e r n s m a n u f a c t u r er e s o u r c em a n a g e m e n t 。sm o d e l i n gm e t h o d ，t h ep a r t n e rc o n n e c t i o np r o c e s s a n dr e a l i z e dt h ef r a m er e s e a r c h ，h a dt h ei m p o r t a n ta c a d e m i cv a l u ea n dt h ea p p l i c a t i o n v a l u e t h ep r e s e n tp a p e r sm a i nr e s e a r c hw o r ka n dt h ea c h i e v e m e n ta r ea sf o l l o w s ： b a s e do ne h u bm o d eo fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m st h e o r ya n d m e t h o d si n - d e p t hr e s e a r c ha n da n a l y s i s ，i nt h el a b o r a t o r yt h e r eh a sb e e nt h eb a s i so f t h es t u d y , c o m p l e t e dam o d e lb a s e do ne h u bo ft h em a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e m a n a g e m e n ts y s t e m so fm a j o rb u s i n e s sm o d e l i n g ，p r o p o s e daw h o l es o l u t i o nf o r t h e r e a l i z a t i o na m o n ge n t e r p r i s e s ，e n t e r p r i s e sa n dt h ei n t e r o p e r a b i l i t yb e t w e e nu s e r s ，d a t a s h a r i n ga n di n t e r a c t i o nt op r o v i d ee f f e c t i v eo p e r a t i o n a ls u p p o r t ，s oa st oe n h a n c et h e i n t e g r a t e de n t e r p r i s ep r o d u c t i o nc a p a c i t y , i m p r o v et h ea b i l i t yt or e s p o n dt om a r k e t ， p r o d u c ti n v e n t o r yc o n t r o l ，t oc a p t u r es a l e so p p o r t u n i t i e s ，r e d u c ep r o d u c t i o nc o s t sa n d t h er e a l i z a t i o no fi n t e g r a t i o nt op r o v i d ee f f e c t i v eo p e r a t i o n a ls u p p o r tb a s e do nt h e e - h u bm o d eo fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m i nt h i sp a p e rt h e r ea r ea na n a l y s i so ft h es h a r i n go ft h ek e ym o d u l e s ：r e s o u r c e s 第2 页共“页 蚩州厶堂亟班究生生些i 金塞基工曼：h 迪撞式的基皇盔i 造资滥建槿友选 m o d u l em a n u f a c t u r e r sb a s e do ne - h u bm o d eo fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n t s y s t e m s ，t h er e c o n s t r u c t i o no ft h em a n u f a c t u r i n gr e s o u r c es h a r i n gm o d u l eo ft h e f u n c t i o n a la r e a sf o rs h a r i n go fr e s o u r c es o u r c em a n a g e m e n t ，i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ， m e m b e rm a n a g e m e n tm o r eh u m a n e ，m o r ef r i e n d l yi n t e r f a c e a n du s i n gd r e a m w e a v e r , s q ls e r v e r 2 0 0 0d e v e l o p m e n to f t h em o d u l e ，t oa c h i e v eac o m b i n a t i o no fi n n o v a t i o n a n dr e s o u r c e s ，i n t e g r a t i o n ，s h a r i n g h a si m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lv a l u e k e y w o r d s ：m a n a g e m e n ts y s t e mm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e s r e s o u r c ei n t e g r a t i o n r e s o u r c ed e s c r i p t i o nt h ea l l o c a t i o no fr e s o u r c e st h es h a r i n go fr e s o u r c e s c a t e g o r yn u m b e r ：t p 3 9 1 第3 页共6 4 页 附：学位论文原创性声明和关于学位论文使用授权的声明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：堡垒色 e l 期：2 q q 显生旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅；本人授权贵州i 大学可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：建燃导师签名： 第6 2 页共“页 1 1 引言 第一章绪论 制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合， 改善制造企业的经营、管理、产品开发和生产等环节；提高生产效率、产品质量 和企业的创新能力：带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、 制造技术的创新以及企业间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和企业管理 的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化以及咨询服务的网络化。 随着我国制造业信息化进程的不断深入，m i s ( 信息管理系统) 、e r p ( 企业资 源规划系统) 、c r m ( 客户关系管理系统) 、c i m s ( 计算机集成制造系统) 等制 造业信息化软件得到了广泛应用，对企业生产力和竞争力的提高发挥了巨大促进 作用。未来的制造企业为了快速占领市场，实现其根本经营目标在争取用户 最大满意度的前提下获取最大利润，就必须按照网络化的形式加以组织。只有在 技术、组织和管理上按照网络化形式进行的制造企业才会赢得当前和未来市场的 竞争。因此，利用信息技术与计算机网络技术，改造制造企业传统的制造模式， 进行制造企业的信息化已是一种必然的趋势，但是信息化所需要的硬件和软件， 特别是所需要的高技术人才，使企业要承担越来越多的付出，为了解决这种现实 矛盾，必须探求新的更好的服务模式。( e - e n g i n e e r i n ge n a b l e db yh o l o n o m i ca n d u n i v e r s a lb r o k e rs e r v i c e s ) 就是这些新模式中的一种。本课题组提出的基于e h u b 模式的制造资源管理系统是一种新型的制造业资源管理的组织管理模式。 本文的研究工作是以制造业在信息社会中的生存与发展为背景，以如何利用 网络技术，将不同地域和机构的制造企业资源动态联接起来，实现资源优化重组， 提高资源的利用率为主要研究内容展开的。 1 2 课题的背景 近年来，世界市场发生了重大变化，已经从传统的相对稳定型市场演变成动 态多变型市场。同行业之间、跨行业之间的竞争非常激烈，主要表现在市场从卖 方市场向买方市场转变、用户需求多样化、产品生命周期缩短、大市场和大竞争、 第4 页共6 4 页 交货期成为主要的竞争因素、多品种小批量生产比例增大、可持续发展的呼声越 来越高等方面【1 训。 1 、从卖方市场到买方市场 从总体看，当前的国内外市场是买方市场，市场饱和，各国、各企业为争夺 市场而展开激烈的竞争。当前的买方市场，不是一般的供过于求，而是通过竞争， 优胜劣汰形成的。市场导向机制日趋明显，企业的生存和发展基本上取决于能否 适应新条件下市场需求总量和结构的变化。企业要想适应这种变化，必须增强产 品性能并同时降低生产费用，不断创新，不断地推出新产品。 2 、用户需求多样化 用户需求的多样化和个性化已经逐渐成为世界的潮流，顾客需求越来越多， 期望越来越高。这就要求企业具有快速灵活的响应和产品定制能力，以满足用户 日益多变的个性化需求。 3 、产品生命周期越来越短 现代科技以日新月异的速度发展，新产品层出不穷。产品的市场寿命( 一个 产品从投放市场到被市场淘汰所经历的时间) 大大缩短。适应用户需求的变化， 迅速对市场变化做出反应，已经成为压倒一切的竞争因素。 4 、交货期成为竞争的主要因素 在新的竞争形势下，成本和质量仍是企业成功的必要条件，但已不是制胜的 关键因素，企业竞争的焦点集中在如何对越来越分散、日益扰动的全球市场做出 灵活而快速的响应，更好地满足多样化、定制化的客户需求。 5 、大市场大竞争 2 l 世纪的经济是无国界经济，跨国经济成为2 l 世纪的主导经济。市场的全 球化和网络信息技术为生产的广泛协作提供了必要性和可能性。在新的形势下， 世界市场越来越开放，竞争也日益激烈。 6 、多品种小批量生产的比重日益增大 越来越多的企业发现单靠一、两种产品立足于市场竞争风险很大。所以较多 采用了多品种小批量的生产方式，以便当一种产品在市场上没有销路时，其他产 品可以使企业继续生存和发展。目前，多品种小批量生产的制造企业的比重已达 8 0 以上，并在继续增加。 第5 页共6 4 页 7 、可持续发展的呼声越来越高 面对全球日益加剧的环境污染、资源的破坏和减少，可持续发展的呼声越来 越高。提高资源利用率，以最少的能源和资源消耗取得最大的社会效益和经济效 益成为人们的共识。 面临这些挑战，制造业必须利用信息技术和先进制造技术，提高产品的设计 制造能力和企业的管理水平，缩短产品的上市时间，提高企业的人员队伍素质， 提高企业的创新能力、生存能力和可持续发展能力，以在同益激烈的国际竞争中 立于不败之地。因此，本课题组对基于e h u b 模式的制造资源管理系统的进行研 究，以提高我国制造业的竞争力。 1 3 课题的目的和意义 由于网络化制造的制造资源及产品市场的全球化，网络化制造系统的特征表 现为结构上的快速重组、性能上的快速响应、过程中的并行性与制造资源的分布 性。在制造业信息化的发展过程中，形成了多种异构信息系统，使得企业之间系 统难以实现互联，这己成为实现基于制造资源共享的网络化制造的主要瓶颈之 o e - h u b 是一种基于开放式电子商务标准和互联网技术的信息平台，能够为企 业间异构信息系统的互联互通提供有效支持。本课题提出了“基于e - h u b 模式的 制造资源管理系统”，在该解决方案的支撑下，不同的制造企业不仅可通过自有 的信息系统独自完成产品设计、生产制造和经营管理中的某部分工作；同时，在 e h u b 平台系统的支持下，企业之间、企业与客户之间可实现商务信息、制造资 源的共享，从而支持快速组建利益驱动的企业联盟来协同完成产品开发、设计、 制造和商务等活动，从而增强企业响应市场的能力，提高各联盟企业的总体产能、 生产效率和获利能力。 本课题组研究的是解决网络化制造环境下企业间异构信息系统互联的重要 基础工作和关键技术，是实现网络制造环境下企业间的互联互通和资源共享的重 要支撑技术。 第6 页共6 4 页 1 4 课题的研究现状 1 4 1 制造资源管理系统的研究现状 在经济全球化环境下，制造企业不再是孤立面向市场的个体，而是社会化、 全球化制造系统中的一个成员。制造企业作为动态的产业链中一个相对独立、可 以利用的制造个体资源，通过合作与竞争，参与某个动态联盟的制造资源重组， 形成面向产业链及价值链的网络化制造。为了适应这种新的市场竞争模式，传统 制造企业在组织形态、经营模式和管理机制等方面需要全方位的改变，以适应网 络化制造的要求1 5 驯。 网络化制造的核心是利用网络，特别是i n t e m e t ，跨越空问差距，通过企业 之间的信息集成、业务过程集成、资源共享，实现企业间产品商务的协同【lo 】、 产品设计的协同、产品制造的协同和供应链的协同，从而缩短产品的研制周期， 降低生产成本，提高市场响应速度，增强整个产业链和制造群体的竞争力【1 1 1 。 由于网络化制造的制造资源及产品市场的全球化，支撑其运行的网络化制造 系统是建立在分布式网络环境上，能实现快速重组，迅速响应市场需求的变化。 网络化制造系统的特征表现为结构上的快速重组、性能上的快速响应、过程中的 并行性与制造资源的分布性【1 2 1 。 目前，国内外很多学者对基于互联网技术的信息平台作了研究，如由全球四 百多个顶尖企业包括：电子元件制造商、资讯科技及半导体制造商所共同组成的 团体，致力于形成一共同的电子商务语言，以使全球各交易伙伴间的各类程序能 一致化的开放性的电子商务标准r o s e t t a n e t 的研究【j 3 1 【1 4 j 。国外学者对这方面做 了大量研究，美国t m a d h u s u d a n 等，提出了一种符合w e bs e r v i c e s 标准的名为 i s p & e 的框架平创1 5 】；gc a s c i n i 等论述了用s t e p x m l 框架进行集成设计并 实现【1 6 】；m i c h a e lr e b s t o c k 等提出了用e b x m l 标准进行多边交易【1 7 】； a l e x a n d e ra s h e v c h e n k o ，o l e k s a n d ro s h e v c h e n k o 等根据b 2 be h u b s 的思想，对 未来工业产品经济中的组织问题作了研究【18 】；美国z r e n ，c j a n u m b a 等提出 了如何应用e h u b 模式快速制定生产计划，组织工作流程【1 9 】；英国r e n ，z h a o m i n ； h a s s a n ，t a r e km 等论述了中小企业如何利用实施e h u b 工程提高自身竞争力2 0 】； a m y z ，b h a v i kk 等从信息、资源、管理三个方面论述了如何通过e - h u b 模式 第7 页共6 4 页 整合供应链【2 l 】；在国内这方面的研究，如周延全等应用l d a p 实现企业信息资 源统一管理系统【2 2 】；王敏等人用s o a 思想，对虚拟化资源管理建立服务模型并 实现等【2 3 1 。这些研究只偏向于电子商务供应链的集成平台，而在网络化制造中 的制造资源以e h u b 的模式进行管理的研究没有提及。 在网络制造环境下，多个企业在共同利益驱动下的共同协作为市场提供产品 或服务，其组织和产品开发极具动态性和敏捷性，因此它必须能快速地掌握用户 需求，尽可能地缩短生产周期，灵活地重组企业中的各个部门。而高效的信息和 资源共享则是企业能否快速地响应市场在激烈的竞争中占据优势的关键环节之 一，因为网络化制造在资源共享和管理方面有一些特殊的需求如：异地信息的可 访问性；异构环境下的互操作性；集成性；可配置性；可重用性；可扩展性；安 全性等2 4 】【2 5 】f 2 6 】【2 7 1 。对网络环境下的基于e h u b 模式的制造资源描述和建模，制 造资源业务流程模型，合作伙伴接口过程及实现框架的理论和方法的研究，将对 我国制造企业充分和合理地共享和利用现有的产品设计和制造的信息资源，组织 生产协作，整合供应链有积极的意义。 制造资源管理是企业实现面向企业间集成应用的基础，是实现虚拟企业的基 础。随着全球化网络经济环境的形成，制造业的竞争已不是单个企业之间的竞争， 而表现为企业之间优势互补、资源优化的供应链、产业链之间的竞争。企业间协 作已成为当代商业活动重要的发展趋势，它使知识和构想得到更大范围的交换和 共享，信息和资源得到更大范围的合理利用，从而大大地提高了商业活动的效率 【2 8 刁3 1 。由于制造资源具有分布异构性和不确定性等特点，再加上网络安全性等其 它因素，网络化制造中制造资源的管理是一个急需解决的问题。 随着网络化制造的发展和应用，对面向网络化制造的制造资源管理提出了强 烈的要求。近年，国外学者对制造资源模型作了一些研究，如制造资源的约束模 型删；基于s t e p 的制造资源信息模型3 5 】；产品和制造能力模型框架【3 6 】；工艺 能力模型【3 7 】等。国内这方面的研究有：宋玉银等人基于面向对象和s t e p 技术的 制造环境建模；把制造环境分解为三个子模型：控制结构模型、资源模型和制造 能力模型【3 8 1 ；刘易勇等人把设备环境分为五层：工厂层、分厂层、工段层、工 作站层和设备层，基于特征进行设备环境建模【3 9 】。这些研究重点在于企业内部 资源模型建立，只偏重于针对单一企业的制造资源模型以及制造资源能力模型的 第8 页共6 4 页 建立，忽略了网络化和企业联盟条件下关于制造资源及其配置的描述和研究。 在制造资源建模方面的研究国内有：北京航空航天大学的车帅等提出了基于 a s p 的客户化定制服务的制造资源的评估模型，介绍了制造资源评估的因素和过 程，以及在制造资源的选择过程中的层次分析法的应用【4 0 】；西北工业大学姚倡 锋等对制造单元进行三层管理组织形式建模：物理制造单元、工作中心、物理设 备；对于物理制造单元的制造能力分别面向逻辑制造单元和物理制造单元可加工 零件建模1 ；西安交通大学黄海量等研究的制造资源搜索引擎提供制造行业的 企业制造资源信息的在线搜索功能，由用户选择搜索方式并输入搜索关键字或搜 索要求进行在线搜索【4 2 l ；清华大学等胡长建等结合企业级c a p p 系统 t h w 曲c a p p 的研究和实践，借助自适应思想和x m l 理念，定义制造资源的x m l 应用- - m r x m l ，进而建立自适应的制造资源数据结构模型及基于它的网络化制 造资源管理系统原型 4 3 1 等等。 以上部分研究局限在狭义制造资源管理上，因此对广义制造资源涉及面不 够；或仅局限于理论方面的探讨，应用上的研究较少，还有很多内容有待深入研 究。在研究制造资源管理的基础上，才可以研究提出制造资源评价指标体系及评 价算法、制造资源搜索技术等关键技术研究及制造资源管理的实现，本课题提出 的面向网络化制造，基于e h u b 模式的制造资源管理的建模方法，合作伙伴接口 过程及实现框架的研究具有重要的学术价值与应用价值。 1 4 2 制造资源共享的研究现状 制造企业面临经济全球化的挑战，在不断改进和重组业务流程，优化资源配 置，提高生产率和增强竞争能力的同时，在企业内部广泛应用计算机技术。 c a d c a m c a e c a p p 技术作为现代企业产品开发系统的核心已经得到了普遍 的认同和广泛的应用，这些技术有效地提高了产品设计和制造环节的效率、质量 和效益。管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 、制造资源计划 ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g ，m r pi i ) 、企业资源计划( e n t e r p r i s e r e s o u r c e p l a n n i n g ，e r p ) 和决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，d s s ) 等技 术的应用，有效地提高了企业管理环节的处理效率，使现代企业的管理逐渐从经 验型、被动的和粗放的模式，转变到主动的、预测式的和精确量化的模式，企业 第9 页共6 4 页 的资源得到更为合理有效的利用。这些单元技术的应用给企业带来了一定的效 益，但也带来了“信息孤岛”现象【4 4 1 。这种现象主要表现在： 1 、不同的产品设计和开发机构的计算机系统不匹配，支撑技术不配套； 2 、异地、异构的数据难以互换，信息共享程度低； 3 、缺乏过程控制下的协同工作环境，不同过程和阶段的连续性差； 4 、资源重用性差，业务管理落后。 为了“在合适的时间，将合适的信息，以合适的形式送到合适的地方满足 协同和分布式设计制造环境的需要，工业发达国家纷纷建立了以零件( 产品、知 识) 库为基础的工程网络，为缩短产品开发和制造周期、降低成本、提高资源共 享和重用程度建立了良好的环境和手段。 国内外的许多研究计划和工程项目都将企业内部和企业间的资源共享问题 作为重要内容来进行研究。特别是在敏捷制造和虚拟企业的研究和实践中，将企 业间的资源集成和配置作为核心内容。但是，这些研究基本上还是在解决资源共 享的局部问题，研究的焦点是以i t 系统集成为主的信息共享，很少从全局的角 度系统地讨论资源共享的模式和机制。综合国内外研究现状，作者认为以下几方 面的问题尚需要进一步研究： 1 、资源共享的质量问题。资源共享的目的不仅是要使用户及时获得所需要 的资源信息，还要保证资源信息的质量，也就是要保证资源信息的正确性、无冗 余性、完整性和一致性。 2 、资源的可用性问题。在异地、异构环境下，往往由于信息格式的差异， 使不同应用系统间的信息交换产生障碍，导致资源信息的可用性差。因此统一的 信息表达与交换是资源共享的关键问题之一。 3 、资源共享的适时性问题。简单地讲，适时性问题就是如何使用户在正确 的时间和地点获取正确的资源信息。不仅要保证用户在需要的时候获得资源，而 且保证获得的资源是满足用户需要的。 4 、资源共享的模式和机制。资源分布在不同企业、不同应用系统中，其存 在的形式是无序的，共享方式是多样的，造成资源的流转率和利用率低。因此， 有必要从全局的角度，以系统论的观点，研究资源共享的模式和共享机制，包括 资源共享的组织模式、业务模式、三流( 信息流、物流和资金流) 模式以及安全 第l o 页共6 4 页 和知识产权问题等。 5 、资源共享系统的开放性和集成性问题。已有的资源管理系统( 包括p d m 、 e r p 、s c m 系统) 缺乏开放性，每个系统都建立在自己的信息模型之上且是不 公开的，不能支持同类系统及不同应用系统之间的有效集成，并且不具备良好的 可扩展能力。因此，资源共享系统应建立在统一的、遵循标准的信息模型上，能 够实现与其他应用系统的“插件兼容”式集成。 本学位论文的研究是针对以上这些问题展开的。 为了适应面向地区、国家甚至全球的共享资源有效组合和利用，即远程共享 资源的优化配置( 远程共享资源建模规模分为企业级、车间级和设备级，具有不 同的制造能力，可以实现不同的制造要求【删) 提出了基于e h u b 模式的制造资 源管理系统的资源共享，它从客户需求角度出发，建立任务响应机制来实现基于 任务驱动的网络化制造过程组合和仿真，其目的是将分散在不同地区的各种共享 资源，包括制造场所和生产设备等等进行快速的网络化组建和分布，在面对用户 提交的制造任务时，通过系统进行灵活而迅速的组织和优化配置，以整合出具有 一定任务完成能力和相应的制造能力等级的远程虚拟制造系统，并通过对其进行 分析、评价和优化，得到最佳的任务实施方案，从而实现快速响应市场和更好的 满足个性化、多样化的客户需求。其中，基于e h u b 模式的制造资源管理系统的 网络化建模研究是组建和评价远程虚拟制造系统的基础和关键技术之一。 当前共享资源建模理论，主要针对企业内的信息需求，支持面向装配的设计 ( d e s i g nf o r a s s e m b l y ，d f a ) 、面向制造的设计( d e s i g nf o rm a n u f a c t u r i n g ，d f m ) 、 企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，e r p ) 、计算机辅助工艺规划 ( c o m p m e ra i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ，c a p p ) 等本地系统的信息集成和过程仿真。在 基于i n t e m e t 的制造环境下，现有的资源建模技术无法满足对于资源评价、选择 和配置的要求，不支持基于功能需求的资源发现，同时也无法支持跨企业边界的 过程和信息的集成。因此，需要在其基础上，构建适应网络化应用特点的、共享 的、面向功能需求的共享资源建模技术。 本课题组以网络共享资源共享为切入点，逐步完成网络制造资源共享的主要 模型。本课题组拟基于j 2 e e 架构，使用j a v a 作为开发工具，使用m i c r o s o f ts q l s e r v e r2 0 0 0 + s p 3 作为数据库管理系统，对基于e h u b 模式的制造资源管理系统 第1 1 页共6 4 页 的原型进行设计。本文对基于e h u b 模式的制造资源管理系统中的资源共享模块 进行实现。使用共享资源数据通用建模策略j 较好地解决了共享资源数据的多样 性与共享资源平台的稳定性、通用性之间的矛盾。 第1 2 页共6 4 页 第二章基于e h u b 模式的制造资源管理系统的研究 及资源建模 在网络经济和全球化环境中，合作与竞争成为制造业发展的主题，企业间协 作己成为当代商业活动重要的发展趋势，它使知识和构想得到更大范围的交换和 共享，信息和资源得到更大范围的合理利用，从而大大提高了商业活动的效率。 然而，由于制造资源的分布异构性以及不确定性等特点，再加上网络安全性等其 它因素，网络化环境中制造资源的管理是一个急需解决的问题，如何为企业制造 资源信息的管理提供专业化的服务，有效地实现企业之间的资源共享，让企业集 中力量专注于自身的生产和服务，方便、快捷、高效地从中获取更大的价值回报 成为我们研究的重点。因此本课题组提出了基于e h u b 模式的制造资源管理系 统。其中的资源指的是可以是在基于e h u b 模式的制造资源管理系统的服务中心 具有版权的，也可以是与系统服务中心有联系的资源拥有者的资源。本章对基于 e h u b 模式的制造资源管理系统的总体框架和制造资源的建模进行研究。通过详 细的分析制造资源的特点，对各种可提供到网络的制造资源进行分类研究，并对 资源提出科学的描述，给出资源配置模型。 2 1 基于e h u b 模式的制造资源管理系统的实施框架及其体 系结构 2 1 1e h u b 模式的基本实施框架 未来的制造企业为了快速占领市场，实现其根本的经营目标在争取用户 最大满意度的前提下获取最大利润，就必须按照网络化的形式加以组织。只有在 技术、组织和管理上按照网络化形式进行的制造企业才会赢得当前和未来市场的 竞争。因此，利用信息技术与计算机网络技术，改造制造企业传统的制造模式， 进行制造企业的信息化已是一种必然的趋势，但是信息化所需要的硬件和软件， 特别是所需要的高技术人才，使企业要承担越来越多的付出，为了解决这种现实 第1 3 页共6 4 页 矛盾，必须探求新的更好的服务模式。a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r ：应用服 务提供商) 就是这些新模式中的一种。但a s p 模式不能解决企业信息管理系统异 构问题。于是，我们提出了基于e h u b 模式的制造资源管理系统。它的意义在于 最大限度地实现社会资源共享，最大限度地实现社会效益和经济效益，最大限度 地减少应用服务对象的经营运作成本。 在网络化制造中，企业之间的合作包括大量的数据交换。传统的电子数据交 换技术( e d i ) 不仅要克服企业信息平台的异构，还要克服企业间事务集合和商 业规则的异构。这样不仅实现起来比较困难，而且成本也高。但是，当x m l 技 术引入后使得异构企业信息系统中的数据交换问题得到了很好的解决，用户可以 使用x m l 扩展定义自己的标记结构来描述自己的数据，脱离了传统e d i 框架 的束缚。 在网络化制造资源集成中，服务和标准构成了企业之间通信的基础，有了服 务企业，就有了进行相应的合作活动的可能；有了标准使企业之间的通信和信息 符合统一的规范，便可提高信息的安全性和商务活动的快捷性。将传统的各个企 业的资源集成整合在一起，在整个网络构架中形成一个形同h u b 一样的整体。 企业通过h u b 这个载体，将不同格式的信息发至h u b 中，由h u b 提供的服务和 规范进行相应的格式化。企业的内部系统如何搭建不再是我们所考虑的重点，我 们只需要提供相应的网关接口，就能够实现企业和企业之间标准化的信息传递， 达到企业间信息集成的目的。 在网络化制造发展的同时，实施网络化制造的语言也在不断的发展， r o s e t t a n e t 标准应用而生，r o s e t t a n e t 相对于其它标准的优势在于它的专业性和 安全性。它是针对i t 电子行业的标准，其针对行业制定的规范已经是相当的成 熟，用于基于e h u b 模式的制造资源管理系统的开发是最合适的。目前很多的i t 业跨国公司都已经采用该标准进行商务活动，基于e - h u b 模式的制造资源管理系 统项目的引入对我国中小企业的国际化将产生积极影响。图2 1 是e h u b 基本实 施框架： 第1 4 页共6 4 页 s m b 引 一巴i ， 。弛中台 一量 嘲2ie h u b 基本实施框架 s m bs m b j = 童 = _ # _ - l l ：”9 该系统将建设成为可以安全、靠、灵活的支撑不同供应链上的各类业务伙 伴进行简单、方便、快捷的业务沟通，降佻世务操作成本，优化供应链运行效率， 实现业务伙伴的多赢。其目的是通过e h u b ，一方面给国内中小型食业( s m b ) 提供低价的接入方式，另一方面又使用标准的r o s e t t a n e t 网关接口与那些跨酗企 业( m n c ) 实现对接，从而使s m b 与m n c 建立起r o s e t t a n e t 连接。 2 1 2 基于e h u b 模式的制造资源管理系统体系结构 木课题组，根据所研究的内容，具体的对制造资源管理系统总体构架进行研 究：址立了基于e h u b 模式的制造资源管理系统体系结构如图2 2 所示： 0 基于e h u b 模式的制造资源管理平台 f = 二二二) 应用集成平台 隙曼j 供应链管理渠道管理产品生命周期管理 _ j 互联集成平台 7 f = = = 习 事物协调集成引擎系统管理测试管理 。一。一l 1 一卜 信思数据厍 n 安全管理网络控制转换管理信息管理 异构集成接口：w e b 服务网关、e x e e e l 接口、b 2 b i 服务器、r o s e t t a n e t 印- w e b s e r v i c ex 眦砂洲k 嘶- 一c t 邕萑舀鲁 制造资源异构数据库群客户异构数据库群 图2 2 基于e h u b 模式的制造资源管理系统体系结构 本课题提出的基于e h u b 模式的制造资源管理系统整体解决方案，为实现企 业之间、企业与用户之间的互联互通、数据共享以及业务互动提供有效支撑，从 而为企业增强综合产能、提高响应市场能力、控制产品库存、捕捉销售机会、降 低生产成本以及实现业务集成提供有效支撑。平台系统通过提供异构集成接口， 为采用开放标准的多种异构信息系统提供数据通讯与信息共享，以及时传递合作 伙伴及客户之间的业务信息和需求情况，从而提高企业对市场状态、相关联盟成 员以及合作伙伴生产计划的可见性和可预见性；通过互联集成平台，实现多种异 构信息系统之间的信息模型转化，从而能够监控企业联盟成员异构系统的制造资 源状况和可用性，以及实现对外包共享资源的有效利用：此外，通过应用集成平 台，不仅确保合作伙伴之间的过程和信息的同步，还能实现企业间、企业与客户 间的业务过程集成。 第1 6 页共6 4 页 2 2 制造资源建模的研究 信息技术和计算机网络技术的迅速发展，为现代制造企业跨地域跨行业实现 信息和技术的实时传递与交换提供了必要条件，制造业面临的是全球性的市场、 资源、技术和人员的竞争。制造资源市场己成为一个开放型的全球大市场，此种 环境下，如何对制造资源信息进行科学建模规范化管理以实现资源的有效筛选利 用是一个亟待解决的问题。 2 2 1 制造资源 从不同的角度出发，对资源的定义也不同。一般对资源的理解是资源是经济 领域的概念，与经济活动密切相关，是一种动态概念资源，是经济活动中的一种 投入，投入后能够产生新的经济价值或财富。资源包括范围很广，并与科学技术 及生产力发展水平有关。随着科学技术和生产力的发展，资源包括的范围及所能 发挥的作用也在不断扩展。由此可将资源理解为资源是在一定科学技术与生产力 发展条件下经济活动中各种投入的总和，它的投入应能产生新的经济价值或财富 3 q 0 资源具有以下特性： 有限性又称稀缺性：其含义是任何资源在数量上总是有限的，可替代资源的 品种也是有限的； 整体性：即各种资源是相互依存，相互制约的，它们整体上构成了完整的资 源生态系统； 地域性：指各种资源，特别是自然资源在地域分布上的不平衡，其组合形式 千差万别，从而形成了各具特色的地区性资源优势； 多用性：指资源一般具有多种功能和用途。 根据上述资源的概念和特性，针对制造行业，将制造资源定义为根据一定时 期制造业领域的科学技术水平，那些存在的并可以作为经济活动的投入或潜在投 入因素的总和，包括企业中具有成本的财产或产品生产周期中所涉及的硬件及软 件，它支持企业功能的执行。 制造资源是企业完成所有制造活动的物理抽象5 1 。它作为工艺过程设计和生 第1 7 页共6 4 页 产规划调度( p p s ) 不可缺少的重要组成部分，既提供对产品设计、工艺过程设计和 制造的支持，又存在着对它们的约束。制造资源是对企业中的设备、材料、人员 以及产品生命周期所涉及的硬件、软件的总称，具体包括企业组织生产所必须的 原材料、机床、刀具、夹具、量具和切削环境等。随着网络信息技术与制造技术 的融合，针对制造资源的研究也被赋予了新的含义。由于制造业是用“原料”生 产“产品 的，因此，制造资源除了具备资源的特性外，它涉及的资源又有自己 的特征： 消耗性：它要消耗大量的“原料 资源； 动态性：随着科学技术和生产力水平的发展，制造业的资源在不断扩大和变 化，是各种资源中发展变化最快的； 知识性：随着信息技术的发展和知识经济的到来，制造业中知识性资源发展 最快，地位越来越重要。软件资源和应用技术资源的发展便是最好的例证。 根据上述制造资源以及应用技术服务模式的特征，本文所讨论的资源的范围 限定为e h u b 服务中心在服务中可以为用户提供的资源。它们可以是在e h u b 服务中心具有版权的，可以是存在于e h