（机械电子工程专业论文）基于集成dnc的敏捷虚拟企业体系结构及应用系统研究.pdf

重庆大学硕士学位论文 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及应用系统研究 摘要 随着市场竞争的加剧、产品更新换代的加快、高新技术更迭的加速， 企业面临越来越大的生存危机，迫切需要一种新的生产组织模式来适应这 种变化，以便能够对不断变化和不可预测的市场需求作出快速反应。敏捷 虚拟企业可以说是解决上述问题的有效途径之一。本文针对我国的实际情 况，提出了一种基于集成o n e 的敏捷虚拟企业运行模式。 首先本文基于集成d n c 的概念，对集成d n c 车间的敏捷运行模式进 行了研究。 其次，通过对敏捷虚拟企业的内涵、特点及合作形式的分析，建立了 基了二集成d n c 的敏捷虚拟企比的体系结构，对基于集成d n c 的敏捷虚拟 企业的管理模式进行了研究。 然后对基于集成d n c 的敏捷虚拟企业合作伙伴选择及信息系统进行 了研究。分析了合作伙伴选择的决策过程，建立了敏捷虚拟企业合作伙伴 选择的评价指标体系，给出了合作伙伴选择的优化决策方法；提出了敏捷 虚拟企业信息管理的构架及基于项目与用户的敏捷虚拟企业信息组织模 式，给出了敏捷虚拟企业信息管理系统的安全框架。 最后针对长安汽车有限责任公司模具车间的实际需求，研究开发了一 套面向敏捷虚拟企业的集成d n c 车间信息管理系统，在工厂得到了实际 应用。 关键词：虚拟企业；敏捷制造；d n c ；制造模式 重庆大学硕j 一学位论文 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及应用系统研究 a b s t r a c t n o w a d a y s ，w i t ht h ei n t e n s i f i c a t i o no f m a r k e tc o m p e t i t i o n ，t h ea c c e l e r a t i o no f p r o d u c t u p d a t e ，a n dt h es p e e d u po f t e c h n o l o g yi n n o v a t i o n ，e n t e r p r i s e sa r ef a c e dw i t hi n c r e a s i n gc r i s i s o f s u r v i v a l an e wm a n u f a c t u r i n gm o d ei se x p e c t e du r g e n t l y a g i l ev i r t u a le n t e r p r i s e ( a v e ) m a yb eo n eo f t h em o s te f f i c i e n ts o l u t i o n st ot h ep r o b l e m a c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c eo f o u r c o u n t r y , t h i sp a p e rb r i n g sf o r w a r dt h ef u n c t i o nm o d eo f a v eb a s e do ni n t e g r a t e dd n c f i r s t l y , b a s e do ni n t e g r a t e dd n c ，t h ea g i l ef i m c f i o nm o d eo fi n t e g r a t e d d n c s h o pi sb u i l t t b e n w i t ha n a l y s i so f t h ec o n n o t a t i o n , c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o r p o r a t i o nm o d e o fa v e t h ea r c h i t e c t u r eo fa v eb a s e do ni n t e g r a t e dd n ci ss e tu p ，a n di t s m a n a g e m e n tm o d e i ss t u d i e d 1 k r d l y , p a r t n e rs e l e c t i o no f a v eb a s e do ni n t e g r a t e dd n c a n di t sr e l e v a n t i n f o r m a t i o nf l o wt e c h n o l o g ya r ed i s c u s s e d n l ed e c i s i o np r o c e s so fp a r t n e r s e l e c t i o ni sa n a l y z e d a n dt h ee v a l u a t i o na r c h i t e c t u r eo f p a r t n e rs e l e c t i o ni sb u i l t t h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts t r u c t u r eo f a v ea n dt h ei n f o r m a t i o no r g a n i z a t i o n m o d ea r ep r o p o s e d ，a n dt h es e c u r i t ya r c h i t e c t u r eo fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e mo f a v ei sd i s c t t s s e d f i n a l l y ，a i m i n ga tr e q u i r e m e n to fm o u l ds h o po fc h o n g q i n gc h a n g a n a u t o m o b i l el t d c o ，a l li n f o r m a t i o nm a n a g e m e ms y s t e mo fi n t e g r a t e dd n c s h o po r i e n t e dt oa v e i sd e v e l o p e d a n di ti sn o ww e l la p p l i e da tt h es h o p k e yw o r d s ：v i r n l a le n t e r p r i s e ，a g i l em a n u f a c t u r i n g ，d n c ，m a n u f a c t u r i n g m o d e 重庆人学硕士学位论文1 绪论 1 1 课题的来源 1 绪论 本文工作是基于作者参加的国家8 6 3 c i m s 主题研究项目“基于集成 d n c 的敏捷虚拟企业管理模式及关键技术研究”( 8 6 3 5 1 1 - 9 4 4 一0 1 6 ) 进行的。 1 2 课题的研究意义 随着市场竞争的加剧、产品更新换代的加快、高新技术更迭的加速以 及市场全球化、全球网络化的发展，企业面临越来越大的生存危机，迫切 需要一种新的生产模式来适应这种变化，以便能够对不断变化和不可预测 的市场需求做出快速反应，尽陕生产出满足市场需求的高质量产品i l “。美 国首先提出来的敏捷制造模式可以说是解决上述问题的有效途径之一【4 j 。 然而市场变化速度如此之快，以致于可以说，没有任何一个企业庞大 到可以独自拥有不断变化的新产品技术以及独立开发、生产这些新产品的 人才和资本。即使有这样的“恐龙公司”，也不可避免地要由于机构过于庞 大而失去必要的敏捷性而被其它公司取而代之郾j 。显然，敏捷企业不一定 要大，但必须有自己的特色，有很强的白适应能力，可以根据市场的变化 迅速完成必须的自我调整，可以和合作者结成新的合作关系，迅速把新技 术转化为市场需要的新产品。虚拟企业即是利用已有的社会、技术基础实 现敏捷制造的重要手段。通过动态联盟可以组织一个新的合作的、竞争的、 动态的、互利的虚拟企业来适应持续多变、无法预料的市场变化口“。 虚拟企业作为敏捷制造企业的组织与经营管理方式，在敏捷制造理论 及方法的研究中占有重要的地位，被誉为2 1 世纪最有竞争力的管理模式 1 0 - 1 3 1 。天于虚拟企业的研究近年来也在不断增多，但如前所述，目前的研 究大多还停留在概念和观点的研究上，结合企业实际、可实际操作运行的 敏捷虚拟企业管理模式及方法目前还未发现。而且，我国的经济基础、制 造水平和管理机制与国外相比有很大的差距，在进行敏捷虚拟企业的实践 时不能照搬美固等发达f 习家的方法，必须根据中国国情，实事求是，采取 具有中国特色的敏捷虚拟企业管理模式 1 4 a 5 1 。 我国拥有相当数量的数控车阳j 或数控机床与普通机床共存的混合车 间，这些车间的数控机床或加工中心投资巨大，但由于生产任务不饱满等 重庆人学硕士学位论文绪论 原因，造成这些昂贵的设备得刁i 到充分利用，甚至闲置，使企业的投资回 报率低，成为企业管理者的一块心病；另一方面，有些企业发现和把握了 某r 仃场机遇，急于开发和生产出新产品投放市场，但苦于没有现代化的 机械加工设备，若临时投资买设备建车间，一是时间来不及，等车间建好， 这一市场机遇早已失去，二是花费大量投资不合算，新购的设备不一定总 是有用，有可能造成新的设备闲置和投资浪费现象。显然，某固定企业的 数控车问在需要和可能的情况下临时加入某一虚拟企业，共同赢得某一市 场机遇，达到共同赢利的目的，对有关各方都有利无害【l6 - ”j 。 我幽的数控车间大多从属于国有大中型企业，有其固有的从属关系和 传统的管理模式，当这些数控车间以盟友方式加入某一虚拟企业时就带来 了新的管理问题，如该数控车间与原企业的利润分配关系、内外任务协调 关系、1 ：资人事关系、设备折旧维修维护等，以及新的虚拟企业的管理方 式和利润分配等。显然，对新的生产观念和生产方式下的敏捷虚拟企业的 管理模式和关键技术进行研究t 分必要，有利于促进我国传统企业向敏捷 制造企业的过渡”。 此外，由于虚拟企业对敏捷性的要求，加入虚拟企业的数控车间除了 必需的数控设备外，还应有现代化的通讯设施，以适应敏捷制造企业的要 求。也就是说，除了对外有i n t e m e t 等通讯手段外，对内还应有相应的制造 信息网络。集成d n c 方式的数控车问可以说是满足以上要求、最适合我 闺围情的一种【1 9 , 2 。集成d n c 车间可满足敏捷虚拟企业对数控车间在管理 机制、网络通讯以及敏捷性等方面的要求，是敏捷虚拟企业的理想加工基 地。 本课题研究了集成d n c 数控车间加入敏捷虚拟企业后，敏捷虚拟企 业的管理模式、原集成d n c 数控车间所在企业f 母企业) 的管理模式、集成 d n c 数控车间的内部管理模式，以及与此相关的合作伙伴选择及决策支持 技术、成本管理方法和贡献评价指标体系、质量管理方法和保证体系、信 息管理方法等关键技术问题，最后还研究开发了一套面向敏捷虚拟企业的 集成d n c 数控车间管理系统。 综上所述，本课题的研究具有以下意义： ( 1 ) 有利于促进我国传统企业向敏捷制造企业的过渡，使企业适应2 1 t 吐纪市场激烈竞争和信息时代发展的需要： ( 2 ) 有利于改造和搞活国有大中型企业、充分发挥我国企业现有资源 的潜力： ( 3 ) 为构建敏捷虚拟企业提供百十适合我国国情的体系结构和管理 模式： ( 4 ) 有显著的经济效益。这里仅以长安公司模具车间为例加以说明： 重庆人学硕l 学位论史绪论 国外数控车间一般采用三班制，我国目前大多只能开一到两班，以长安公 司模具车间加工中心目前丌一班、年产值5 0 0 万计，若开满两班，则可增 产值5 0 0 万：开满三班，则可增产值1 0 0 0 万。这种情形的数控车问在我国 普遍存在，其经济效益由此可见。 1 3 国内外研究现状 本项目与敏捷制造( 含虚拟企业) 、d n c 两方面有关，下面分别对这两 方面因内外的研究现状进行论述。 1 3 1 敏捷制造及虚拟企业 敏捷制造的概念最早是在美国里海大学向美国国会提交的一份名为 2 1 世纪美国制造业的战略：一个丁业主导的观点的研究报告中提出的。 这份报告是由里海大学牵头，以美国1 3 家大公司为主，组织了1 0 0 家大学 和咨询公司参加的历时半年的广泛调查和研究的结果。报告认为当前工业 界存在的一个普遍而重要的问题，是商务环境的变化速度大大超过了我们 企业的跟踪调整能力。面对日趋丰富且不断演化的客户需求，美国企业如 果不能及时加以满足，就会失去它们原有的市场份额；而要及时加以满足， 单靠某个企业的内部资源调整又感到能力不足。在此背景下如何增强企业 的应变能力就成为企业提高竞争力的关键。报告中将企业的应变能力定义 为企业的敏捷性，敏捷制造的概念也就由此引申而来【2 1 2 2 1 。 敏捷制造不同于前述的各种先进制造技术，它不再是一种单纯的技术问 题，也不对应于某一种具体的生产运作模式，更不侧重于一次具体生产过 程的调整和改革 2 3 l 。敏捷制造提出的是一种思想和哲理，其本质在于促使 氽业充分认识到变化己成为商务环境的主题，只有增强企业的敏捷性，才 能使企业保持持久的成长力。增强企业敏捷性没有固定的模式，它只是一 种战略指导思想，在战术上允许企业以任何方式来高速、低耗的完成它需 要的任何调整f 2 4 - 2 7 1 ： 另一方面，敏捷制造又与各种先进制造技术有着密切的联系。其一双方 相辅相承，即增强企业的应变能力有助于精良生产等先进制造技术的实施， 虚拟制造等技术又为敏捷制造战略的实施提供了先进的工具；其二敏捷制 造对各种先进制造技术的实施有重大的指导意义，即柔性制造系统等必须 考虑以增强企业应变能力为前提，以免造成投资浪费 2 8 , 2 9 1 。 虚拟企业是敏捷制造最核心概念，作为一种新的企业组织观念，它随敏 重庆大学硕十学位论文绪论 捷制造的概念一起在1 9 9 1 年里海大学提交美国国会的研究报告中进行了 阐述。虚拟企业的含义是，在持续多变的市场环境中，新技术出现与更迭 的速度越来越快，以致于没有哪一个企业能够庞大到独自拥有这些新技术， 以及独立开发、生产这些新产品的人才、资金和技术。因此面对变化，企 业必须根据需要及时地将各种适当的资源集成在一起，形成一个“工程小 组”。这些资源可以来自大公司的不同部门，也可以来自不同国家、4 i 同地 区的不同公司。虚拟企业中各合作方地位平等，以“共同赢”为合作基础， 没有卜下级的控制关系。它是一种临时性的联盟，随市场机遇产生，又随 市场机遇逝去而消亡，因此又叫动态联盟。虚拟企业这种新型的企业组织 模式是对传统企业组织模式的创新，通过它，企业能够以最快的速度、最 低的成本、最小的风险e h 踪市场动向，实现敏捷化的要求【3 0 , 3 1 。 敏捷制造的概念一经提出，就受到全球范围内的广泛重视，成为理论研 究与商务实践的热点。1 9 9 2 年由美国幽会和工业界在里海大学建立了美国 敏捷制造企业协会( a m z f ) ，该协会每年召开一次有关敏捷制造的国际会 议；1 9 9 3 年美国自然科学基金会和国防部联合在n e wy o r k ，l l i n o i ，t e x a s 等州建立了三个敏捷制造幽家研究中心，分别研究电子工业、机床工业和 航天国防工业中的敏捷制造问题；从1 9 9 4 年开始，由a m e f 牵头，有近 百家公司和大学研究机构分别就敏捷制造的6 个领域( 集成产品与过程开发 并行工程、人问题、虚拟企业、信息与控制、过程与设备、法律障碍) 在进 行深入研究：目前美国已有上百个公司、企业在进行敏捷制造的实践活动。 日本、欧共体等国家也成立了类似美国的敏捷化协会的组织在进行敏捷制 造和虚拟企业的研究。 虚拟企业作为敏捷制造的组织形态和经营管理模式，随着敏捷制造研究 的开展和深入，其研究近几年也呈递增之势。目前世界各国有很多专门或 重点进行敏捷虚拟企业研究的项目和计划。如美国的t q i n ( n a t i o n a l i n d u s t r i a li n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r ep r o t o c o l s ，国家工业信息基础结构协议) 、 a i m s n e t ( a g i l ei n f r a s 打u c t u r ef o rm a n u f a c t u r i n gs y s t e mn e t w o r k ，制造系统 网络的敏捷基础结构) 、t e a m ( t e c h n o l o g i e se n a b l i n ga g i l em a n u f a c t u r i n g ， 敏捷制造使能技术) 、m a v e ( m e t r i c sf o rt h ea g i l ev i a u a le n t e r p r i s e ，虚拟企 业方法论) 、a g i l i t yf o r u m ( 敏捷论坛) 、c o m m e r c en e t ( 商业网) ，闩本的i m s ( i n t e l l i g e n t m m a u f a c t u f i n g s y s t e m ，智能制造系统) ，欧共体( 如德国、法国、 荷兰、葡萄牙、爱尔兰等) 和拉j 一美洲( 如巴西、阿根廷等) 的p r o d n e t i i 、 m a s s y v e 、x c i t t i c 、v e g a 、p l e n t 等研究计划都在进行敏捷虚拟企 业的研究。世界各大著名公司也在进行敏捷虚拟企业的实践，如波音、i b m 、 康柏、微软、美国通用电气公司、l o c k h e e d 、r o c k w e l l 、t e x a si n s t r u m e n t s 、 同立、富士通、东芝等1 3 2 , 3 3 1 。 重庆大学顾士学位论文1 绪论 国内对敏捷制造、虚拟企业的研究也相当重视。1 9 9 5 年1 0 月在北京召开 的我国8 6 3 c 1 m s 发展战略研讨会上，将敏捷制造列为今后8 6 3 c i m s 主要 的研究内容之一。之后，国家8 6 3 c i m s 和国家自然科学基金对与敏捷制 造、虚拟企业有关的项目给予了大力支持，目前有不少专家学者在从事这 方面的研究，如上海交通大学的张申生教授、哈尔滨工业大学的徐晓飞教 授和战德臣教授、重庆大学的刘飞教授等。 1 3 2o n 0 关于d n c 的研究始于本世纪六十年代，后来由于c n c 和f m s 技术 的发展，人们将注意力更多地转向了对单台数控系统和f m s 的研究。近年 来，随着计算机网络和通讯技术的发展以及工厂自动化的需要，单台数控 设备( 包括加工中心) 联网运行的要求越来越迫切，同时f m s 由于过分强调 物流自动化而造成投资风险大、可靠性差，因而国内外关于d n c 的研究 又重新活跃起来。 d n c 最早的含义是直接数字控制( d i r e c tn u m e r i c a lc o n l x 0 1 ) ，指的是将 若干台数控设备直接联接在一台中央计算机上，由中央计算机负责n c 程 序的管理和传送。它解决了早期数控设备因使用纸带而引起的一系列问题。 七十年代以后，随着c n c 技术的不断发展，数控系统的存贮容量和 计算速度都大为提高，d n c 的含义由简单的直接数字控制发展到分布式数 字控制( d i s t r i b u t e dn u m e r i c a lc o n t r 0 1 ) 。它不但具有直接数字控制的所有功 能，而且具有系统信息收集、系统状态监视以及系统控制等功能。 八十年代以后，随着计算机技术、通讯技术和c i m s 技术的发展，d n c 的内涵不断扩大，国内外学者纷纷提出了新的d n c 概念。如1 9 8 7 年美国 计算机集成制造公司副总裁d l f i n n 提出的“b r o a ds c o p ed n c ”( 宽目标 d n c ) 1 3 ”“；1 9 9 0 年南京航空学院方水良博士提出的“f d n c ”( 柔性d n c ) p n 等。“b r o a ds c o p ed n c ”是针对现有d n c 与原始d n c 相比功能已大大扩 展而提出的；“f d n c ”的提出是因为“随着d n c 的不断发展，d n c 系统 与f m s 系统的界限越来越模糊，d n c 已成为f m s 必不可少的一部分”。 “b r o a ds c o p ed n c ”和“f d n c ”虽然从某种程度上反映了d n c 概 念的演变和功能的扩展，但仍不能准确地反映现代d n c 的特点。这是因 为：( 1 ) 现代d n c 功能不断扩大，不少d n c 系统已把与数控加工有关 的各种功自旨如生产计划制定、产品零件信息描述、工艺过程规划、n c 代 码生成等) 集成起来，成为车间集成控制管理的一种模式；( 2 ) 随着c i m s 技 术的发展，尽管d n c 概念早于c i m s 出现，但仍逐渐成为c i m s 的一个组 成部分，成为c i m s 集成环境中实现设备集成和信息集成的手段和方法； 重庆大学硕十学位论文i 绪论 ( 3 ) 随着信息技术的发展，车间内、外的信息交换和集成将成为车间控制管 理的重要组成部分。显然，集成的思想和方法在d n c 中占有越来越重要 的地位，集成已成为现代d n c 的核心。鉴于此，重庆大学的张旭梅博士 于1 9 9 8 提出了集成d n c ( 简称i d n c ) 的概念 3 8 , 3 9 。 张旭梅博士将集成d n c ( i d n c ) 的概念定义为：集成d n c 是制造车 间的。种运行模式，它以数控技术、通讯技术、控制技术、计算机技术和 网络技术等先进技术为基础，把与制造过程有关的设备( 如数控机床等1 与 上层控制计算机集成起来，从而实现制造车间制造设备的集中控制管理以 及制造设备之间、制造设备与上层计算机之间的信息交换。集成d n c 概 念最显著的特点是集成，主要体现在设备集成、功能集成和信息集成等方 面。其中，集成d n c 系统可以与车间外的各部f q ( 本企业其它车间或部门、 外地或外国的其它企业或车间) 进行信息集成，这一特点使集成d n c 区别 于传统d n c 和f m s 等车间运行模式，可适应敏捷制造的需要 1 9 2 0 】。 1 4 本文的主要内容 本文第一章说明了本课题提出的背景、研究意义、国内外的研究现状 及本文所要研究的内容。 本文第二章讨论集成d n c 概念，集成d n c 车间的敏捷运行模式及基 于集成d n c 车问的敏捷虚拟企业体系结构和管理模式。 本文第三章讨论基于集成d n c 的敏捷虚拟企业合作伙伴选择及信息 管理方法。 本文第四章是面向敏捷虚拟企业的集成d n c 车间的信息管理系统的 设计及应用情况。 重庆大学硕士学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业 体系结构及运行模式研究 2 1 集成d n c 概念 重庆大学的张旭梅博士将集成d n c 定义为：集成d n c 是现代化机械 制造车间的一种运行模式，它以数控技术、通讯技术、控制技术、计算机 技术和网络技术等先进技术为基础，把与制造过程有关的设备( 如数控机床 等) 与上层控制计算机集成起来，从而实现制造车间制造设备的集中控制管 理以及制造设备之间、制造设备与上层计算机之间的信息交换。集成d n c 概念最显著的特点是集成，主要体现在没备集成、功能集成和信息集成等 方面。其中，集成d n c 系统可以与车间外的各部f 3 ( 本企业其它车问或部 门、外地或外国的其它企业或车间1 进行信息集成，这一特点使集成d n c 区别于传统d n c 和f m s 等车间运行模式，可适应敏捷制造的需要1 1 9 , 2 0 。 2 2 集成d n c 车间的敏捷运行模式 2 2 1 面向敏捷制造的集成d n c 车间通讯结构 为使集成d n c 车间适应敏捷制造的需要，车间的内部通讯结构由现场 总线和车间局域网两层结构组成，而车间与外界的通讯则设置两个通道： 一是通过网桥与本企业的工厂层进行通讯，一是通过i n t e m e t 与本企业外的 其它企业进行通讯m ，如图2 1 所示。 重庆大学硕士学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 工厂局域蚓 车间局域网 现场总线 图2 1 面向敏捷制造的集成d n c 车间通讯结构 f i g u r e2 1t h ec o m m u n i c a t i o ns t r u c t u r eo f a g i l em a n u f a c t u r i n go r i e n t e d i n t e g r a t e dd n cw o r k s h o p 现场总线被公认为是2 l 世纪底层设备、仪器仪表、执行机构、传感器 等的现场级网络，可解决以往d n c 通讯中存在的问题，具有实时l 生好、 可靠性高、通讯距离长、可连设备多、执行协议直观、结构简单、价格低 廉等优点，是目前d n c 实现数控设备连网的最佳选择。采用c a n b u s 现 场总线和软插件技术还使得当数控系统改变时，只需要将新的数控系统的 通讯协议以软插件形式在线下载到c a n b u s 的前端主控卡就可控制新的 数控系统，从而使数控设备的重构变得简单易行1 2 0 川。 图2 1 未建立单元局域网，只设置了车间局域网。这一方面是因为我国 有单元控制器设置的车间不多，另一方面是因为即使有单元控制器设置的 车间，仍可将单元控制器和工作站一起挂在车间局域网上，在网上进行单 元控制器和工作站的逻辑控制定义。这种结构反而更有利于单元的重构。 当以前的单元结构不适应新的生产要求时，不变动工作站和设备的空i 白j 位 置就可以在车间局域网上进行生产单元的逻辑重构，形成新的制造单元。 国际互连网i n t e r n e t 正以迅猛之势覆盖世界各地，企业、车间、部门与 i n t e r n e t 的连网已是完全可能和非常必要的事隋，通过i n t e m e t 实现敏捷制 造企业的动态联盟是目前最方便最灵活的一种方式。当市场机遇到来时， 可立即在i n t e m e t 上构建新的动态联盟，并可方便快捷地通过i n t e m e t 传递 市场分析、定货、设计、制造、销售和售后服务等信息j 。 这样，车问内部的现场总线和车问局域网两层网络保证了车间内部结 重庆大学颂士学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 构的敏捷性，而车间与i n t e m e t 国际互连网的连通又使车间可以以制造单元 的形式加入敏捷制造企业的动态联盟。 2 22 敏捷制造的集成d n c 车间管理模式 图2 2 为面向敏捷制造的集成d n c 车间管理模式 图22 面向敏捷制造的集成d n c 车间管理模式 f i g u r e2 2t h em a n a g e m e n tm o d eo f a g i l em a n u f a c t u r i n go r i e n t e d i n t e g r a t e dd n cw o r k s h o p 上图中的集成d n c 车间作为制造单元既可以从本企业的工厂层获取 制造信息( 生产计划、工程图纸、工艺计划、n c 程序代码等) ，也可以通过 i n t e m e t 从本地、外地甚至国外的其它企业、公司或车间获取制造信息并进 行信息交换。c a d 、c a p p 、c a m 、m r p i i 等功能模块可根据实际情况位 于本企业工厂层或敏捷制造企业的某个部门，对于设计能力较强的车间甚 至可将这些模块的部分或全部置于车间内部。车间服务器负责整个车间网 重庆大学硕士学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 络的正常运行和车间数据库的管理等工作，可另外配置一些管理计算机进 行车间的生产计划、生产调度和车间信息管理。对于有单元层设置的车间， 车间只下达单元生产计划，由单元控制器自行拟定单元内部的生产计划和 进行生产调度。对于没有单元层设置的车间，则由车间服务器或其它管理 计算机对各工作站进行统一管理。集成n c 主机负责与数控设备的通讯控 制和通讯管理以及数控设备的状态信息采集等工作。刀具工作站、物料贮 运工作站、测量清洗工作站等可根据车间实际情况决定有无。 2 3 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及管理模式 2 3 1 基于集成d n g 的敏捷虚拟企业体系结构 在市场持续多变、稍纵即逝的今天，往往有些企业发现和把握了某一 市场机遇，急于开发和生产出新产品投放市场，但苦于没有现代化的机械 加工设备，若临时投资买设备建车间，一是时间来不及，等车间建好，这 一市场机遇早已失去，二是花费大量投资不合算，新购的设备不一定总是 有用，有可能造成设备闲置和投资浪费。因此该企业最明智的选择是组建 敏捷虚拟企业，进行新的资源配置和重组，如把集成d n c 车间作为敏捷 虚拟企业的制造车间，进行新产品的制造和加工。 另一方面，我国拥有相当数量的数控车间或数控机床与普通机床共存 的混合车涮，这些车间的数控机床或加工中心投资巨大，但由于生产任务 不饱满等原因，造成这些昂贵的设备得不到充分利用，甚至闲最，使企业 的投资回报率较低，如果这些数控车间以集成d n c 模式加入敏捷虚拟企 业，并以敏捷制造模式运行，不仅可以提高数控设备的利用率，而且可促 进敏捷虚拟企业在我国的具体实践、改造和搞活国有大中型企业。 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业的体系结构如图2 3 所示。当敏捷虚拟 企业盟主发现某一市场机遇并确定该机遇与企业目标一致时，即着手选择 合作伙伴并组建敏捷虚拟企业。要实现整个敏捷虚拟企业的高效协同优化 运行，敏捷虚拟企业不但需要i n t e r n e t i n t r a n e t 网络环境和交通运输系统等 基础环境的支持，而且还需要盟主企业进行合理的资源配置，制定相应的 运行策略并进行科学的管理 4 2 j 。 1 0 重庆人学硕上学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及辱行模茸! 堕苎 图2 3 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构 f i g u r e2 3t h ea m h i t e c m mo f a g i l ev i r t u a le n t e r p r i s eb a s e do ni n t e g r a t e dd n c 2 3 2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业管理模式 在“共同赢利”指导思想的驱动下，盟主企业和集成d n c 车问联合在 一起协同运行，一方面享受“共同赢利”带来的好处，另一方面也要共同 承担市场变化带来的风险。此外盟主企业还要和集成d n c 车间及其母企 业一起协商解决交付时间、质量保证以及市场机遇消失后的解散善后等问 题。 除共同关心的问题，盟主企业和集成d n c 车间还有各自的关注重点。 此外，由于我国的数控车间大多从属于国有大中型企业，有其固有的从属 关系和传统的管理模式，当集成d n c 车间以盟友方式加入敏捷虚拟企业 时就带来了新的管理问题，如该集成d n c 车间与原企业的利润分配关系、 内外任务协调关系、工资人事关系、设备折旧维修维护等。下面分别从敏 捷虚拟企业盟主、集成d n c 车间母企业、集成d n c 车间三个角度研究基 于集成d n c 的敏捷虚拟企业管理模式h j 。 垩壁查堂堡主堂傅望垫2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 图2 4 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业管理模式 f i g u r e2 4t h em a n a g e m e n tm o d eo f a g i l ev i r t u a le n t e r p r i s eb a s e do ni n t e g r a t e dd n c 2 3 2 1 敏捷虚拟企业盟主视角 盟主企业是敏捷虚拟企业的发起者、组织者和管理者，它要负责敏捷 虚拟企业的组建、管理、协调和善后等工作。盟主企业的管理任务主要反 映在以下几个方面： ( 1 ) 机遇发现、识别与决策 盟主企业在发现某一市场机遇后，不能急于上马该项目，需在分析该 机遇的风险陛、赢利率、与企业长远发展目标是否一致、后期影响及后期 效益等因素的基础上，进行综合判断决策。 ( 2 ) 合作伙伴选择 盟主企业在进行合作伙伴选择时，首先要针对特定的市场机遇，客观 地分析自身的优势与不足，并由此确定组建联盟的指导思想和明确所要选 择的合作伙伴类型，以弥补盟主企业所缺的资源或能力。具体操作时，还 应建立合作伙伴的评价指标体系，综合考虑合作伙伴的现有生产能力、产 品质量、生产柔性、生产成本、声誉和财务状况等因素，建立多目标优化 决策模型，优选合作伙伴组建敏捷虚拟企业，达到共同赢利的目的。 ( 3 ) 敏捷虚拟企业运行策略制定和运作 在组建敏捷虚拟企业的过程中，盟主企业要制定敏捷虚拟企业运行的 基本原则、管理办法、分工方式、职责范围，筹集敏捷虚拟企业的运转资 重庆大学硕士学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 本，建立盟友企业贡献的评价指标体系，制定成本管理办法和风险回报策 略、债务分担策略等。在运行过程中，还要考虑敏捷虚拟企业的优化运行、 合作伙伴间的协同以及与客户的关系等问题，制定敏捷虚拟企业的生产计 划并进行优化调度，建立敏捷虚拟企业的质量保证体系，确保产品质量。 ( 4 ) 敏捷虚拟企业解散策略制定和善后 当敏捷虚拟企业赖以生存的市场机遇已不存在，盟主企业就必须考虑 敏捷虚拟企业的解散或重构问题。此时，不仅要理清企业的下一步发展方 向和思路，还要制定解散计划，处理残留债务。此后又开始围绕新的市场 机遇的新一轮的敏捷虚拟企业生命周期。 2 3 2 2 集成d n c 车间母企业视角 图2 4 所示的集成d n c 车间不是独立的法人，而是从属于国有大中型 企业，集成d n c 车间的数控机床、加工中心等设备是其所属企业的资产， 维持日常生产的水电气等耗费也通常由母企业承担，集成d n c 车间员工 的工资、人事关系、甚至住房福利等也是由母企业统管，因而当集成d n c 车间为某市场机遇临时加入某敏捷虚拟企业时，不可能完全脱离其所属企 业，和母企业仍有千丝万缕的关系。从母企业的角度，也不可能把集成d n c 车问放任出去而自己无利可获。集成d n c 车间母企业只有在以下两种情 况同时满足时才有可能允许集成d n c 车间临时加入敏捷虚拟企业：一是 集成d n c 车间的生产任务不饱满使设备利用不充分，造成母企业的大量 投资浪费；二是集成d n c 车间加入敏捷虚拟企业后母企业也要有利可图。 如此一来，集成d n c 车问母企业的管理模式也就有别于传统的管理方式， 除传统的对集成d n c 车间和其它部门的生产计划、生产调度、人事管理、 财务管理、库存管理、供销管理、冲突消解协调外，在对集成d n c 车间 的管理七还要进行以下工作： ( 1 ) 当本企业生产任务与集成d n c 车间所加入的敏捷虚拟企业的生 产任务发生矛盾冲突时，集成d n c 车间母企业要负责进行协商协调，分 析各自任务的轻重缓急，在友好协商的情况下，优先保证紧急任务。当两 者确实冲突时，有权责成集成d n c 车间优先保证本企业生产任务。 ( 2 ) 建立集成d n c 车间制造成本的计算模型，确定对集成d n c 车问 加入敏捷虚拟企业所获利润的提成比例，并监督集成d n c 车间的成本计 算和财务管理，确保母企业的利益不受损失：同时也要保证集成d n c 车 间的利益，以调动车间的积极性，确实达到“共同赢利”的目的。 2 3 2 3 集成d n c 车间视角 集成d n c 车f 刮与敏捷虚拟企业盟主和集成d n c 车间的母企业之间存 在成本核算、利润分配、质量保证等关系，此外，从车间的角度也要平衡 协调敏捷虚拟企业盟主和集成d n c 车间母企业所下达的生产任务。在完 重庆大学硕士学位论文2 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业体系结构及运行模式研究 成这些生产任务的同时，集成d n c 车间还应不断寻找和发现新的合作机 遇，以使车间的设备能得到最大限度的利用。 除与盟主企业和母企业的关系协调，集成d n c 车间还要进行车间的内 部管理，如设备管理、材料管理、工具管理、工艺信息管理、n c 程序管 理、d n c 通讯管理、i n t e m e t 通讯管理以及文档管理等。 重庆大学硕士学位论文3 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业合作伙伴选择及信息管理方法研究 3基于集成d n c 的敏捷虚拟企业 合作伙伴选择及信息管理方法研究 3 1 合作伙伴选择及决策支持技术 3 1 1 合作伙伴选择的决策过程 选择合作伙伴首先要回答为何组建联盟的问题。信息技术的飞速发展、 产品更新换代的不断加快、市场需求与竞争的全球化等，是促成动态联盟 的外部条件；而真正使某一企业自觉组建或参与虚拟企业的决定因素，还 是该企业自身的内部条件。这里所说的内部条件，主要是指企业感觉到自 身缺乏必要的资源和能力，而通过联盟能够使企业以最低的成本、最小的 风险、最快的速度进入有价值的市场，从而在激烈竞争、复杂多变的市场 环境中，立于不败之地。 因此，不论寻找什么样的合作伙伴，这个伙伴必须具有互补性资源，亦 即它必须提供实现联盟目标所需的某些资源或能力。这就是所谓盟友间战 略配合的要求。战略配合意味着联盟已经开发出了或者能够开发出实现可 持续竞争优势的源泉，是动态联盟“共同赢”特质的基础。 动态联盟的盟主作为联盟的组织者，在一个特定的商机面前，应经过 如图3 1 所示的决策过程。 在这一决策过程中，盟主首先要针对特定的商机，客观地分析自身的 优势与不足，并由此确定组建联盟的指导思想，即必须明确地回答下面两 个问题：( 1 ) 为何要组建联盟；( 2 ) 与盟友战略配合的重点资源何在。这是组 建联盟的出发点，是选择合作伙伴的基础。 其次，根据这一指导思想，有侧重的选择与战略配合相应的合作伙伴 评价指标，构造适当的评价体系。可能的评价指标非常多，所以必须根据 联盟的战略目标对多个评价指标进行权衡，分清主次，设定相应的优先级， 赋予不同的权重，同时剔除不必要的约束。 之后，将合作伙伴应具各的基本条件经过高效的信息网络公之于众， 取得广泛的信息反馈，扩大合作伙伴的筛选范围。如网上招标等。 最后，在广泛收集反馈信息的基础上，根据此前制订的评价指标综合 评定每一个有意加盟的备选企业，择优结盟。在现实社会中，寻找各指标 都为“最优”的伙伴是不现实的，这里的“择优”应该是以“满意适度” 重庆大学倾士学位论文3 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业台作伙伴选择及信息管理方法研究 为标准的优选过程。 r 聂现有价值的商机、 二可j 客观地分析自身的优势与不足 ! 主二z 确定组建联盟的指导思想 之 f 1 确定合作伙伴的评价体系j 一_ 丁； 公开招标 ：夕 厂优化决策、 、 图3 1 合作伙伴的决策过程 f i g u r e3 1 t h ed e c i s i o n - m a k i n gp r o c e s so f p a r l n e rs e l e c t i o n 3 1 2 合作伙伴评价指标体系 3 1 2 1 评价指标 图3 2 合作伙伴评价指标体系 f i g u r e3 2t h et a r g e ta r c h i t e c t u r eo f p a r t n e ra p p r a i s i n g 1 6 重庆人学顺士学位论文3 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业合作伙伴选择及信息管理方法研究 作为动态联盟的盟主，必须最先抓住市场机遇，对整个产品概念及其 相应的关键技术进行创新，并利用虚拟制造等技术完成新产品的设计开发。 盟主要求盟友与之进行的战略配合分为两类：产品生产和市场开拓。按照 优势互补的原则，盟主企业在分析自身的核心资源后，根据不同的战略配 合目标选择盟友【4 5 ，4 6 j ，如图3 2 所示。 ( 1 ) 面向产品生产过程 盟主本身的生产资源有限，能力不足，为了将新产品迅速推向市场，更 快地实现预期的市场地位，往往通过转包加工等形式，寻求具备相应能力 的合作伙伴；或是从效率与成本考虑，选择具有最低比较成本的合作企业， 形成更具竞争力的价值链。此时应考虑的主要评价指标有： 合作伙伴的现有生产能力 包括生产设备水平，设备的可靠性和耐用性，生产技术的先进程度， 生产管理调度手段，生产规模和效率等； 合作伙伴的质量管理 根据指定设计进行生产的能力，及时交付合格品的能力，自觉改进工 艺、提高质量、降低成本、并向盟主提供相应的信息反馈、从而改进设计 的质量保证体系等； 企业的柔性 包括设计改进时的自适应能力，发掘产品新价值、联合开发新产品的 能力，以及根据市场需求快速调整生产规模和产品组合的能力等； 成本因素 对盟主来说首要的成本因素是他必须支付给合作伙伴的报酬，其次是 可能发生的运输成本、包装成本，以及合作过程带来的协作成本，如：数 据异构引发的通讯成本等； ( 2 1 面向市场开拓 盟主己具备了较强的产品生产能力，但缺乏市场开发基础；或在区域 市场内已取得成功，但对其它地方的情况不了解，无法进入更广泛的市场。 此时评价合作伙伴的侧重点应放在市场开发的能力上，主要评价指标有： 市场形象 包括企业对市场的影响力，市场中企业享有的名气，消费者对企业的 信任度等； 销售渠道是否畅通 包括营销策略是否灵活，营销网络是否发达等； 是否具有售后服务能力 包括技术实力，人员配备等； 是否具有产品信息反馈能力 重庆又学硕士学位论文3 基于集成d n c 的敏捷虚拟企业合作伙伴选择及信息管理方法研究 信息反馈是改进设计、提高质量的重要环节，好的合作伙伴不仅可以 支持联盟实