（机械制造及其自动化专业论文）基于制造网格的制造资源管理若干关键技术研究.pdf

摘要 网格技术的兴起为实现更大范围的资源共享和企业间的协同提供了新的技 术支持，在这种背景下，制造网格应运而生。制造网格是基于网格技术和制造企 业的实际需求，为实现互联网上分布、异构、动态的资源共享提供普适的、可靠 的和高质量的制造服务，支持网络环境中高效的协同工作和广泛的资源共享。本 文从制造网格的基本理论、方法和技术出发，针对制造企业的典型资源，研究制 造网格环境中资源的获取、封装、集成和协同共享。论文在给出制造网格的定义、 体系结构和分析基于制造网格资源管理基本理论基础上，着重对基于制造网格的 客户信息资源主动获取、设计软件协同共享和分布式零件库资源集成进行深入地 研究，主要研究内容如下： 首先，对网格技术、网络化制造技术和制造网格的研究现状进行了充分阐述， 对制造网格进行了定义，并与网络化制造进行对比分析，提出制造网格的体系结 构；研究基于制造网格的资源管理的若干基本理论，建立基于制造网格的资源管 理框架并分析其主要特性；探讨制造网格中信息资源获取、软件资源共享和资源 库集成的一些基本理论与方法。 其次，针对网络环境中客户信息获取面临的分布、异构和动态变化等难题， 在比较不同模式的客户信息获取特点的基础上，提出基于制造网格的客户信息主 动获取模式，对其实现方法和关键技术进行深入地研究；建立了多用户客户信息 获取模型和多用户交互的网格集成客户信息获取框架，对其中的关键技术进行了 系统地研究。 第三，研究软件资源管理与共享问题。提出基于制造网格的设计软件资源共 享方法，通过研究屏幕共享、远程控制、协同协议与数据组播等技术，开发基于 网格的企业协同平台，实现对各种软件在不同系统平台上的协同共享，屏蔽系统 和软件遇到的异构问题，解决设计软件资源共享的异构性、协同性和安全性等问 题，对其传输协议、网络性能进行了分析；最后研究基于点对点( p 2 p ) 的设计 软件共享模式。 第四，针对制造企业中分散零件库共享困难的问题，提出面向服务的分布式 零件库系统；建立适应不同环境的两种企业零件库的服务封装方法，构建一种动 态的、虚拟的和面向服务的分布式零件库系统框架。对企业零件库和集成零件库 的服务粒度与服务接口划分进行研究；给出零件库系统中网格服务的构建方法， 具体研究了零件库中网格通知服务的实现方法和过程。 最后基于上述理论和方法，采用多种软件技术相结合的方式，对论文主要研 究内容，以某汽车配件生产企业为应用对象，开发基于制造网格资源管理的原型 博士学位论文：基于制造网格的制造资源管理若干关键技术研究 系统，对基于制造网格资的制造源管理取锝的研究成果进行了验证。 综上所述，本文通过对三种典型制造资源在基于制造网格中的获取、集成和 共享等方面的研究，有助于凫翠决制造网格资源管理中的分散性、动态性和异构性 等问题，丰富了制造网格资源管理的理论和方法，为制造网格及其资源管理更深 入的研究奠定了基础。 关键词：制造网格，资源管理，客户信息获取，软件资源共享，分布式零件库， 对等网络，网格服务，w e b 服务 本研究得到国家十五“8 6 3 ”计划先进制造与自动化技术领域c i m s 主题( 前沿探 索性) ：制造网格与制造资源协同管理技术，项目编号：2 0 0 4 a a 4 1 4 3 1 0 、国家教 育部重点攻关项目：高校企业仪器设备和优质资源网络化共享技术及应用工程 ( 项目编号；”十五”2 1 1 c e r s 一1 2 ) 和浙江省重大科技攻关项目；快速响应客户需 求的产品设计和生产管理信息系统研究及其在汽车配件制造行业中的应用( 项目 编号：2 0 0 4 c 1 1 0 1 2 ) 的资助。 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ep r o d u c t i o np a t t e r no fm a n u f a c t u r i n gi sa f f e c t e ds i g n i f i c a n t l yb yn e t w o r k e d m a n u f a c t u r i n g ，a n dt h ee m e r g i n ga n ds p r i n g i n gu po fg r i dt e c h n o l o g yg i v e s m a n u f a c t u r i n gan e ws o l u t i o na n dc h a n c et or e a l i z er e s o u r c es h a r i n ga n dc o o p e r a t i v e w o r kb e t w e e ne n t e r p r i s e sf o rt h eg l o b a lm a n u f a c t u r i n g i nt h i sc o n d i t i o n ，t h e m a n u f a c t u r i n gg r i d ( m g ) e m e r g e s a st h et i m e sr e q u i r e ，m ga l m sa tt h ec o o p e r a t i v e s h a r i n go fd i s t r i b u t e d ，h e t e r o g e n e o u sa n dd y n a m i cr e s o u r c e sa n dp r o v i d e su b i q u i t o u s ， r e l i a b l e ，h i g hq u a l i t ym a n u f a c t u r i n gs e r v i c e f o c u s i n go nt h r e et y p i c a lr e s o u r c e si n e n t e r p r i s e ，t h ea c q u i s i t i o n ，e n c a p s u l a t i o n , i n t e g r a t i o na n ds h a r i n go ft h er e s o u r c e sa r c r e s e a r c h e db a s e do nt h et h e o r yo fm gr e s o u r c em a n a g e m e n t t h ed e f i n i t i o na n d a r c h i t e c t u r eo f m ga r ep r o p o s e d ，t h et h e o r yo f m gr e s o u r c em a n a g e m e n ti sp r e s e n t e d ， t h e n , t h em e t h o d sa n dt e c h n o l o g i e so fc u s t o m e ri n f o r m a t i o na c q u i s i t i o n ，s o f t w a r e s h a r i n ga n dd i s t r i b u t e dw e bp a r tl i b r a r yi n t e g r a t i o na r es t u d i e dd e e p l yt h em a i n w o r k so f t h ed i s s e r t a t i o na r ef o l l o w i n g ： i nt h e1 s t ，t h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h i sd i s s e r t a t i o ni sd e s c r i b e d t h eg r i d c o m p u t i n gt e c h n o l o g y , n e t w o r k e dm a n u f a c u t i n ga n dt h ea p p l i c a t i o no fg r i d t e c h n o l o g yi nm a n u f a c t u r i n ga r er e v i e w e da n da n a l y z e d ，a n dt h em a i nc o n t e n ta n d s t r u c t u r eo f t h i sd i s s e r t a t i o na r eg i v e n f i n a l l y , t h ev a l u eo f t h i sw o r ki sd i s c u s s e d t h e n ，m a n u f a c t u r i n gg r i d ( m g ) i sd e f i n e dt h r o u g ht h es t u d y i n go ng r i d t e c h n o l o g y , c o m p u t u a lg r i da n dn e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y t h e nt h em o a r c h i t e c t u r ei sc o n s t r u c t e da n di t sk e yt e c h n o l o g i e sa r ea n a l y z e d ，a n dt h es o m ei s s u e s o nm gr e s o u r c em a n a g e m e n ta r ed e s c r i b e d t h i r d ，t h ei n f o r m a t i o nr e s o u r c e sa c q u i s i t i o no fm ga r es t u d i e d t h e m g o r i e n t e da c t i v ec u s t o m e ri n f o r m a t i o na c q u i s i t i o n ( a c i a ) m o d ei sp r o p o s e d t h em u l t i - u s e r p a r t i c i p a t i o ni n f o r m a t i o na c q u i s i t i o n ( m u p i a ) a n dm u l t i u s e r i n t e r a c t i o ng r i di n t e g r a t i o nf r a m e w o r k ( m u i g i f ) a r ep u tf o r w a r db a s e do na c i a t h em a i nw o r k sf o c u so nt h ep r o c e s s i n ga n dk e y t e c h n o l o g i e so fs y s t e mi m p l e m e n t t h es o l u t i o nf o rs o f t w a r er e s o u r c em a n a g e m e n ta n ds h a r i n gi nm gi sp r e s e n t e d i n c h a p t e r4 t h eg r i d b a s e de n t e r p r i s ec o o p e r a t i v ep l a t f o r m ( g e c p ) i sp r o p o s e d b a s e do nt h ep r i n c i p l eo fv i r t u a ln e t w o r k c o m p u t i n g g e c pr e a l i z e saw a yt os h a l e t h ed e s i g ns o f t w a r eo nt h en o d ec o m p u t e ri nm ga n dh i d e st h es o f t w a r ed i f f e r e n c e a n ds y s t e mh e t e r o g e n e o u s n e s s 。g e c p p r o v i d e st h ee a s y - u s ec o o p e r a t i v ee n v i r o n m e n t t ou s i n gt h es o f t w a r ef o rm u l t i u s e rf r o mr e m o t ep l a c ev i ai n t e m e t t h e s e c u r i t y , p e r f o r m a n c ea n dc o o p e r a t i v ep r o t o c o li ng e c pa r ea d d r e s s e di nd e t a i l t h ep a t t e r no f p 2 pd e s i g ns o i b w a r es h a r i n gi nm gi ss t u d i e dt o oi nt h ec h a p t e r f i f t h ，t h es e r v i c e o r i e n t e dd i s t r i b u t e dp a r tr e s o t e c ol i b r a r ys y s t e ma t ep r o p o s e d t oi n t e g r a t ea n ds h a r i n gp a r tr e s o u r c ei nm gt h ea r c h i t e c t u r eo fi n t e g r a lp a r tl i b r a r y ( i p l i b ) i se s t a b l i s h e da n dt h em u l t i p l ee n t e r p r i s ep a r tl i b r a r i e sa r ei n t e g r a t e dv i a i p l i bu s i n gw e bs e r v i c ea n d 鲥ds e r v i c e mv i r t u a la n dd y n a m i ci n t e g r a t i o n t e c h n o l o g i e sa r eu s e di nt h es y s t e m t h ed e s i g no fs e r v i c eg r a n u l a r i t ya n dt h e i m p l e m e n to f g r i dn o t i f i c a t i o ns e r v i c ea r ep r e s e n t e d t h ew h o l ei m p l e m e n tm e t h o d sa n dm a i nt e c h n o l o i g i e sf o rt h em g p l a t f o r ma t e d e p i c t e di nt h e6 0c h a p t e r t h em a i nf u n c t i o n sa n ds c r e c u s h o t so ft h e s es y s t e m sa t e d i s p l a y e d a l l t h ea c h i e v e m e n t so ft h ew o r ka r e a p p l i e di n a na u t o p a r t s m a n u f a c t u r i n gg r o u pa n dt h et h e o r i e s ，m e t h o d s ，t e c h n o l o g i e sa n ds y s t e mo ft h e r e s e a r c hi nt h ed i s s e r t a t i o na r ev a l i d a t e d k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n gg r i d ，r e s o u r c em a n a g e m e n t , c u s t o m e ri n f o r m a t i o na c q u i s i t i o n ，s o f t w a r er e s o u r c es h a r i n g ， d i s t r i b u t e dw e b p a r t - l i b r a r y , p e e r - t o - p e e rn e t w o r k s ， g r i ds e r v i c e ，w e bs e r v i c e w i t ht h es u p p o r tf r o mt h ei t e mo fs t a t e8 6 3h i g h - t e c hr & dp r o g r a mo fc h i n a ( n o 2 0 0 4 a a 4 1 4 3 1 0 ) ：m a n u f a c t u r i n gg r i d a n dm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e c o o p e r a t i v es h a r i n gt e c h n o l o g i e s ，t h ek e yi t e mo fm i n i s t r yo fe d u c a t i o no f c b i n a ：t h ei n s t r u m e n t d e v i c ea n de x p e n s i v er e s o u r c e s h a r i n ga n d i t s a p p l i c a t i o ne n g i n e e r i n gi nc h i n ac o l l e g e s ( n o 2 1 1 c e r s - 1 2 ) a n dt h ep r o j e c to f z h e j i a n gp r o v i n c eg r e a ts c i e n c e t e c h n o l o g y ：r e s e a r c ho np r o d u c td e s i g na n d p r o d u c t i o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mf o rf a s tr e s p o n s ec u s t o m e r d e m a n d ( n o 2 0 0 4 c 1 1 0 1 2 ) 论文图目录 论文图目录 图1 1 制造网格资源集成平台体系结构1 4 图1 2 从网络化制造到全球制造网格下的资源管理1 5 图1 3 本文主要研究内容1 6 图1 4 本文主要研究内容及各部分之间的关系1 7 图1 5 本文主要研究内容及各部分之间的关系简图1 7 图l 石论文的组织结构。1 9 图2 1 面向虚拟样机的e - g r i d 软件构架2 2 图2 - 2 制造网格体系结构2 7 图2 3 基于制造网格的制造资源管理框架3l 图2 - 4 基于制造网格的信息资源管理3 3 图2 5 基于制造网格的信息获取。3 3 图2 6 基于制造网格的软件资源共事3 4 图2 7 通过软件共享实现其它资源的共享3 5 图2 8 基于制造网格的分布式资源库集成3 6 图3 1 传统客户信息获取的几种主要方式4 0 图3 2 通过问卷调查获取客户信息的过程4 0 图3 3 几种基于网络的客户信息传递工具。4 1 图3 ，4 多用户参与的客户信息获取模型4 4 图3 5m u i g i f 抽象框架示意图4 7 图3 6 多用户交互的网格集成框架4 8 图3 7 交互环中的信息处理过程4 9 图3 8 无线通讯接口和a c i a b g 的集成5l 图3 9 即时通信工具接口和a c i a b g 的集成5 i 图3 1 0 a c i a b g 中基于| u c e n e 智能搜索引擎系统的结构模型5 2 图3 11 面向客户的信息分发流程5 3 图3 1 2 客户信息分组过程5 4 图4 1b s 模式的设计软件资源共享5 9 图4 2p 2 p 模式的设计软件资源共享6 0 图4 3v n c i 作原理。6 l 博士学位论文：基于制造网格的制造资源管理若干关键技术研究 图4 4 制造网格中设计软件的集成和多用户共享6 l 图4 5g e c p 的层次划分6 3 图4 6g e c p 的体系结构 图4 7 屏幕共享的原理6 6 图4 8 屏幕共享的过程6 6 图4 9 屏幕共享与远程操作的原理示意图6 7 图4 1 0 远程操作与控制的信息编码6 7 图4 1 1 协同操作控制的实现流程图6 8 图4 1 2 在主机上显示一个2 m b 的j p g 图形文件的网络传输量对比7 0 图4 1 3 在主机上运行一个小程序的网络传输量对比7 0 图4 1 4 屏幕数据被动传输原理图7 l 圉4 一1 5 运行在g e c p 服务结点的虚拟桌面系统界面7 2 圈4 1 6p 2 p 软件资源共事网格基本原理，7 3 图4 一1 7 多台结点计算机和中心服务结点组成一个网格系统7 3 图4 一1 8 多结点用户、多服务结点和中心服务结点7 4 图4 1 9p 2 p 网格中两个协同小组，7 4 图4 2 0 多中心服务结点形成的p 2 p 网格系统7 5 图5 1 制造网格中产品族结构与企业组织和零件库的关系7 8 图5 2 零件族示意图一8 0 图5 3 产品层级分类结构8 i 图5 4 面向制造网格的分布式零件库系统框架8 3 图5 5 基于w e b 服务的e p l i b 框架( 1 ) 8 5 图5 6 基于w e b 服务的e p l i b 框架( 2 ) 8 5 图5 7 零件库w e b 服务接口8 6 图5 8x m l 表示的零件树8 7 图5 9i p l i b 的实际服务调用过程8 8 图5 1 0i p l i b 集成e p l i b 后的零件树8 9 图5 1 1 从d p l i b 调用零件过程的一个完整示例9 0 图5 1 2w s r e s o r u c e 原理示例9 0 图5 1 3i p l | b 向e p i b 订阅零件库分类树变更通知的流程9 2 图6 1 制造网格资源管理的系统开发框架一，9 5 论文图目录 图6 - 2a c i a g b 系统的技术平台结构9 5 图6 - 3 使用m s n 的a p i 进行集成9 6 图6 4s p i d e r s e 作流程图9 6 图6 5 短信模块的通信界面。9 7 图6 6g e c p 的功能结构9 8 图6 7 不同制造网格结点提供的设计软件资源9 9 图6 8g e c p 主界面截图。9 9 图6 9p 2 p 设计软件资源协同共享9 9 图6 - 1 0 虚拟桌面工具的一个界面截图1 0 0 图6 1 1w e b 服务开发架构1 0 1 图6 1 2 零件分类树的服务调用1 0 3 图6 1 3 零件族事物特性表的服务调用1 0 3 图6 1 4c a d 图形的服务调用1 0 3 图6 1 5e p l i b 中服务通知机制的u m l 图1 0 4 图6 1 6 a c i a g b 中的一个主界面介绍1 0 6 图6 1 7 a c i a g b 客户服务部门对客户的响应1 0 6 图6 一1 8 a c i a g b 中设计部门对客户的响应1 0 7 图6 1 9a c i a g b 中市场部门对客户的响应1 0 7 图6 2 0 设计软件协同共享中普通结点的显示界面截图1 0 8 图6 2 1 分布式零件库的产品协同框架1 0 9 图6 2 2 、e b 服务接口说明和服务的w s d l 地址及其描述1 1 0 图6 2 3 通过w 曲服务接口集成分布式零件库系统1 i o 论文表目录 论文表目录 表2 1 不同观点下对网格的理解及其表达的意义2 1 表2 2 国内不同学者对网络化制造的研究2 5 表2 3 制造网格和网络化制造的比较2 6 表3 - 1 企业人员表示要素的含义与说明。4 6 表3 - 2 某数码公司获取的客户信息的部分记录5 5 表3 3 基于l u e e n e 的竞争公司新产品的检索结果5 6 表4 1e c p 的编码规则字典示例6 9 表5 1 特性的类型及其标识。8 0 表5 2 零件的事物特性表8 l 表5 3 网格服务的基本p o r t t y p e 要求9 1 表5 4e p l i b 支持网格服务通知的p o r t t y p e 9 1 表5 5 一种e p l i b 支持的网格通知订阅表达式9 2 表6 1 通知委派框架的创建 表6 - 2 集成零件库实现订阅通知 1 0 3 10 4 第一章绪论 第一章绪论 摘要：论述论文的研究背景，对网格计算技术、网络化制造技术、网格技术在制 造业中的应用概况进行阐述，分析对制造网格的主要需求，给出论文的主要研究 内容和论文的结构安排，最后论述本文研究工作的意义。 1 1 引言 网络化制造的出现改变了制造企业原有的生产方式。新的制造模式不断涌 现，如敏捷制造、大规模定制和虚拟企业。随着w e b 技术的发展，如何进一步 提高互联网的性能乃至网络运行的模式成为网络和信息技术专家们的研究热点。 网格( g r i d ) 倡导的“就像使用自来水、电力一样方便快捷的使用网上的一 切资源”成为一种最理想的模式。网格技术来自分布式元计算的研究，通过不断 融入新的技术，如p 2 p 和w e b 服务，网格被认为是下一代的互联网技术。虽然 网格技术本身的发展还很不成熟，但其在实验室研究中显示出潜在的臣大价值和 广阔的应用前景，许多知名的国际大企业纷纷参与到网格的标准制定和企业应用 实践中，推动着网格向实际应用的发展。 网格技术在制造业中的逐步应用，为当今的全球化制造带来了新的机遇，波 音飞机公司、福特汽车等企业已经开始把网格计算技术应用到生产设计中来【筇鼍 2 。随着网格技术在制造业中应用的深入，一种新的制造模式将应运而生，即 制造网格( m a n u f a c t u r i n gg r i d ) 。制造网格是结合网格的理念和制造企业的实际 需求，为实现互联网上分布、异构、动态的资源共享提供普适性、可靠性、高质 量的制造服务，满足网络环境中高效的协同工作和广泛地资源集成【竹佧氘2 0 0 4 1 。制 造网格将实现网络虚拟环境下的资源共享与协同工作，实现面向产品生命周期的 全面集成。 1 2 论文的研究背景 1 2 1 网格计算技术简介 网格计算( g r i dc o m p u t i n g ) 起源于分布式元计算技术，g r i d 词来源于电 力网e l e c t r i cp o w e r 嘶d ，其目的是希望使用计算资源能够像用电一样方便。网格 的发展过程经历了三个阶段 j o s h y , 2 0 0 4 ；霹珈n 。第一代网格是f a f n e r ( 1 9 9 5 ) 与i - w a y ( 1 9 9 5 ) ，其特点是千兆位网实验床与元计算。第二代网格的代表g l o b u s 和l e g i o n 【0 1 。咖，1 9 9 7 ：l 。g i o n , 1 9 明都是在c o r b a 、j i n i 和r m i 的基础上建立，其特点 博士学位论文：基于制造网格的制造资源管理若干关键技术研究 是支持大规模数据与计算应用的中间件的开发和对计算网格体系结构的研究。目 前正在开展研究的是第三代网格技术，主要是面向服务的应用，包括o g s a 、 w s r f 和s w - i + 等工作，同时网格计算也在不断地向更广泛的应用领域进军胪峨 2 0 0 4 。 网格在制造业中的应用最先发端于美国n a s a 和n s f 联合建立的i p g ( i n f o r m a t i o np o w e ro d d ) 项目。该项目从1 9 9 9 年开始，逐步实现对美国六个 超级计算中心联网进行飞机的整体仿真实验n p q 2 0 0 3 。 国内于1 9 9 9 年由中科院计算所等十几家科研单位共同承担了8 6 3 重点项目 j 国家高性能计算环境( n h p c e ) ”的网格研发任务。2 0 0 2 年，国家8 6 3 计 划启动了新一轮网格研究项目中国国家网格( c h i r l a n 撕o n a lg r i d ) ，其中包 括了网格技术在先进制造技术中的应用。 在这些研究中，许多学者对网格进行了定义，比较有代表性的研究如文献 【m i g u e ll ，2 0 0 4 1 归纳了计算网格的十大特点，i a nf o s t e r 发表了网格剖析的系列文章 【1 a nf 0 s t y , 2 0 0 1 ；2 0 0 2 ；2 0 0 3 1 。但人们对网格仍然有不同的理解，这既反映出网格内涵之 丰富，也说明网格仍处在迅速发展的阶段，所以还需要开展很多基础性的研究工 作。 1 2 2 网络化制造技术简介 1 2 2 1 国外主要研究进展和现状 网络化制造作为一种新的制造模式在2 0 世纪8 0 年代初得到世界各国的重 视，由此设立一系列与之相关的研究项目，有力地推动了网络化制造技术的发展。 大型研究项目如美国军方提出的c a l s ( c o m p u t e ra i d e da c q u i s i t i o na n dl o g i s t i c s u p p o r t ) ，后发展为“持续信息采集和全生命周期支援”( c o n t i n u o u s a c q u i s i t i o n a n dl i f e c y c l es u p p o r t ) c t a s ，2 0 0 3 j 。由麻省理工学院( m i t ) 负责实施的“下一 代制造”项目，其目标是开发个能被广泛接受的制造企业模型，为2 l 世纪的 美国制造业勾画蓝图。2 0 世纪9 0 年代初，美国里海大学在研究和总结美国制造 业的现状和潜力后，提出了敏捷制造和虚拟企业的新概念，这一新的哲理产生了 巨大的反响。欧洲联盟也在1 9 9 8 年1 2 月公布了“第五框架计划( 1 9 9 8 - - 2 0 0 2 ) ”， 将虚拟网络企业列入研究主题【“2 0 0 3 。 网络化制造中基于网络进行产品设计的典型研究项目有d i c e 、s h a r e 和 p a c t 等。m i t 的s r i r a m 等人开发了d i c e 系统。通过分布式的面向对象的数据 库共享数据，它允许多个设计者并行的开展设计工作【8 帆1 9 9 3 1 。s t a n f o r d 大学开 展的s h a r e 项目，它支持设计人员或设计小组通过计算机网络组织和交流设计 信息，以此共享对设计和开发过程的理解。s t a n f o r d 大学联合l o c k h e e d 、e i t 及 h p 进行的p a c t 项目较为系统地研究了分布式协同设计的问题，而且把工作拓 第一章绪论 展到以因特网为基础的异地协同问题上来【蓖 2 0 0 3 1 。 目前，国际上网络化制造的研究成果已经形成若干适用于不同环境的软件产 品，著名的如p t c 的w i n d c l i l l 和m a t r i x o n e 公司的e m a t r i x 。p t c 的w i n d e h i l l 通过适配器的方式，凭借和数千个主要系统集成商之间的合作，几乎可以与所有 的商品化设计软件进行集成，适用于广泛的分布式产品协同商务。w i n d c h i l l 通 过自身在p d m 、项目管理、供应链管理的优势，以及丰富的适配器接口，实际 形成了一个产品生命周期管理( p l 】) 软件系统。很多国际著名的公司都在使用 w i n d c h i l l ，如波音、劳力士、奥迪、戴尔、耐克、m a y t a g 、b r a u n 、惠普【哪“岫“1 2 晰】。e m a t r i x 是一个广泛的电子商务软件和信息系统服务项目，也是源于p d m 系统。e m a t r i x 适用于概念开发、需求管理、产品设计、变更管理、测试管理、 流程设计、技术著作开发和程序管理等等。e m a t r i x 的特色包括提供企业信息存 取的a d a p l e t 创新技术、容易使用的w e b 界面、建立企业与企业间的群组工作流 程的功能，以及非常高的安全机制来保护因特网上信息交换的安全 e m 删x 2 。啊。 另外i b m 的e n o v i a 、以及a 西l es o f t w a r e 、a l v e n t i v e 、 f r a m w o r k t e c h n o l o g i e s 和e d s 等公司的协同商务系统，都是支持网络化制造的成熟软件产 品。 1 2 2 。2 国内主要研究进展和现状 张曙教授和李荣彬教授提出了分散网络化制造的概念。张曙在分散化网络 制造i “，1 9 9 9 1 - - 书中重点提出了“网络联盟企业( e x t e n d e de n t e r p r i s e ) ”模式的 概念。 杨叔子院士等认为扬掇予，2 0 0 0 ：“面对网络经济时代制造环境的变化，传统的组 织结构相对固定、制造资源相对集中、以区域经济环境为主导、以面向产品为特 征的制造模式己与之不相适应，需要建立一种市场驱动的、具有快速响应机制的 网络化制造模式。 程涛教授提出了f 醐，9 9 9 1 “基于a g e n t 的网络化制造模式”和“分布式网络化 制造系统”。分布式网络化制造系统的基本含义是：“分布式网络化制造系统是一 种由多种、异构、分布式的制造资源组成，以统一互联的方式响应客户需求变化 的制造系统，是一种面向群体协同工作并支持开放集成性的系统。其基本目的是 将现有的、各种在地理位置上或逻辑上分散的异构制造系统企业，通过a g e n t 连接到计算机网络中去，以提高各个制造系统，企业间的信息交流与合作能力， 进而实现制造资源的共享，寻求市场发展机遇，及时、快速地响应市场需求变化、 赢得竞争。” 徐晓飞教授指出障帆，2 0 0 3 】：网络化制造是指利用计算机网络，灵活而快速地 组织社会资源，将分散在各地的生产设备资源、智力资源和技术资源等按资源优 势互补的原则，迅速地整合成一种跨地域的、靠网络联系的、统一指挥的制造、 博士学位论文：基于制造网格的制造资源管理若干关键技术研究 运营实体联盟，以实现网络化制造。 严隽琪教授指出俨艄一o o o l ：以互联网为代表的网络技术，使设计制造各个环 节的信息与知识在数字化描述的基础上得到流通与集成，从而使异地的、不同企 业的资源可以共享，以满足全球化市场的用户需求为牵引的快速响应的制造活 动，使网络化制造成为可能。 刘飞教授的观点是【捌、，凇2 1 ：“网络化制造是指基于网络的，制造企业参与的 各种制造活动及其涉及的制造技术和制造系统的总称。技术体系包括基础支持技 术、信息协议及分布式计算技术、基于网络的系统集成技术、基于网络的管理技 术群、基于网络的产品开发技术群和基于网络的制造过程技术群。 范玉顺教授对网络化制造定义为f “_ 2 0 0 3 a l ：网络化制造是企业为应对知识经 济和制造全球化的挑战而实施的、以快速响应市场需求和提高企业企业群体竞 争力为主要目标的一种先进制造模式。通过采用先进的网络技术、制造技术及其 它相关技术，构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统，并在系统的支持下， 突破空间地域对企业生产经营范围和方式的约束，开展覆盖产品整个生命周期全 部或部分环节的企业业务活动，如产品设计、制造、销售、采购和管理等，实现 企业间的协同和各种社会资源的共享与集成，高速度、高质量、低成本地为市场 提供所需的产品和服务。 顾新建教授提出了网络化制造中的大成组技术，祁国宁教授研究了网络化制 造环境中的企业建模、大规模定制等技术【煽”2 0 0 2 ；2 0 0 3 ；祁置宁2 眦) 。 综上所述，纵观国内外网络化制造所进行的研究，往往伴随着大型项目的计 划和实施，或结合国家项目与企业实际，做出了许多开创性的研究成果。而面对 国内大部分企业信息化程度低，中小企业星罗棋布的形势，在资源分散化共享、 动态异构集成等方面依然还存在许多问题。通过对制造网格技术的研究，可望解 决这些企业急切需要的重要信息获取、优质资源共享和分布式资源库共享等若干 问题，增强国内制造企业的竞争力，提升企业的生产水平。 1 2 3 网格技术在制造业中的研究和应用现状 网格技术作为一种新的信息技术还在快速发展中，因此很难找到一个完整的 针对制造业的网格应用实例。但很多网格应用实践已经在制造活动中进行，并已 经显示出了网格技术在制造活动中的优势。 。i 1 2 3 1 在产品设计领域的研究乖应用 网格技术有利于促进新产品的快速开发及其关键技术的突破。网格起源于对 高性能分布式并行计算以及海量数据传输和处理的研究。在制造业中，产品开发 的计算机仿真和优化急需高性能计算，所以网格技术在制造业中首先应用于新产 品开发。例如，汽车工业希望以低成本进行汽车碰撞的模拟实验，飞机制造公司 第一章绪论 希望对飞机进行整体数字化仿真等。 美国n a s a 和n s f 联合开发的i p g 率先应用于制造业相关产品开发：利用 i p g 网格进行飞机的整体仿真。i p g 利用分布在北美多个研究机构的软硬件设备 共同完成了该任务。i p g 满足了该项目对计算能力及数据传输与处理能力的巨大 需求，实现了一个完全分布的计算资源和数据资源管理环境，支持大型科学和工 程问题异地协同的需要 w i “a m , 2 0 0 3 1 。 波音公司也在利用网格技术为其飞机设计服务。如在f - 1 8 e f 的设计中，进 行全机流场模拟，最终找出了经常发生单侧机翼突然失速的原因。而这一问题能 够较快的解决正是由于n a s t ( n a v a l a i r s y s t e m s t e a