（机械电子工程专业论文）模具协同设计与制造工作流程的研究.pdf

摘要 在模具设计与制造过程中，模具制造企业需要与其客户、模具材料供应商、 外协加工= f = 业进行密切地协作以完成一系列复杂的产品设计、产品建模、性能分 析、模具加j r 与产品的配送等活动和任务。模具设计与制造过程普遍认为是一个 典型的多食业问协作的过程。 本文首先通过对华南地区中小模具制造企业进行调查与分析，发现目前大部 分中小模具企业在设计与制造过程中，仍然普遍采用电话沟通、出差面谈和基于 e m a i l 、仰等相对传统的方式进行交流信息。这些方式不仅效率低、成本高，而 且已难满足客户对模具快速交货的要求。 针对中小企业传统的模具设计与制造过程中的现状与问题，本文在借用网络 化制造和计算机支持的协同工作( c s c w ) 、协同产品商务思想的基础上，研究 了商业著名的协同软件( p t c 公司的w i n d c h ip r o j e c l l l n k ) ，提出了p r o j e c t l i n k 平台支持下的模具协同设计与制造的动作流程和阱同框架。在设计与制造的整个 过程中实现了模具制造企业间的协作信息的交流。最后，基于p r o j e c “n k 的组 成及功能实例化了模具制造的工作流程，以及对外协作数据和协作过程的有效 管理和模具企业、客户与制造企业等制造链集成。 本文的主要研究t 作、内容和成果具体如下： 1 调查和分析了华南地区大量的中小模具制造企业： 2 确立了中小食业的模具制造i t 作流程； 3 构建了基于p r o i e c tl i n k 的面向模具制造食业的协同框架和动作流程； 4 部分地实例化了模具制造的丁作流程，有效地管理和监控了协作数据、 任务和活动。 关键词：模具协同设计与制造：模具制造t 作流程：项日管理；进程管理 a b s t r a c t w i t h i nt h e p r o c e s s e s o fm o u i d d e s i g n a n d m a n u f a c t u r i n g ， t h e m o u i d m a k i n ge n t e r p r i s e sn e e dt oc o a b o r a t ec i o s e i yw i t ht h e l rc u s t o m e r s ， s u p p e r s ，o u t s o u r c i n gm a c h i n i n ge n t e r p r i s e s t o 竹n i s haw i d ea r r a n g eo f a c t i v i t i e sa n dt a s k sf r o mt h ec o m p i e xp r o d u c t sd e s i g n ，p r o d u c tm o d e n g ， p e b r m a n c ea n aj y s j s ，m o u l dm a c h i n i n ga n dp r o d u c td e v e r ye t c t h ep r o c e s s o fm o u i dd e s i g na n dm a n u f a c t ur i n gi sw i d e i yr e c o g n i z e da sat y p i c a l c 0 a b o r a t i v ep r o c e s sa m o n gm u l t i e n t e r p r i s e s b a s e do nt h e i n v e s t i g a t i o n a n d a n a f y s i s o fa l a r g e n u m b e ro f s m a - l o m e d i u mm o u i d m a k i n ge n t e r p r i s e s ( s m e s ) i ns o u t h c h j n a ，tw a s f o u n dt h a tm o s to fs m e ss 毡m a k eu s eo fr e i a t i v e i yt r a d i t i o n a im e a n ss u c ha s t e l e p h o n ec o m m u n i c a t i o n ，f a c et of a c en e g o t i a f i o no rd i s c u s s i o n ，e m a i la n d f t pt oe x c h a n g em e s s a g e si nt h ep r o c e s s0 fd e s i g na n dm a n u f a d u r n g b a s e do nt h e s ew a y s ，n o to n i yi st h ei o w e re 仟i c i e n c y ，a n dt h eh i g h e rc o s t s b u t a i s om o r ed 两c u i t yt om e e tt h ed u e “m et od e v e rt h em o u i d t a r g e “n gt h es i t u a t j o na n dp r o b i e m so ft h et r a d i t i o n a im o u i dd e s i g na n d m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s e s ns m e s ， t h i sd i s s e r t a t i o nm a i n i ys t u d i e dt h e t h o u g h t s 0 fn e t w o r k e n a b i e d m a n u f a c t u r i n g a n dc o m p u t e r s u p p o r t e d c o o p e r a t i v ew o r k ( c s c w ) ， t h ei d e a so fc o a b o r a t i v ep 巾d u c tc o m m e r c e ( c p c ) a n dt h em o s tf a m o u sc o a b o r a t i v es o f t w a r es y s t e ms u c hw i n d c h p r 叫e c t l i n kf r o mp a r a m e t r i ct e c h n o i o g yc o r p o r a t j o n ( p t c ) t h e n ，as y s t e m i c f r a m e w o r k0 fc o a b o r a t i v em o u l d m ak i n gw o r k 秆o ww a sp r o p o s e d ，t h a ti s s u p p o r t e db yp r o j e c t l n kp l a t f o r m ，t oi m p i e m e n tt h ec o a b o r a t i v em e s s a g e s e x c h a n g ed u r i n gt h ew h o i ep r o c e s s e si nd e s g na n dm a n u f a c t u n ga m o n g m o u i d m a k i n gs m e s f i n a l l y 】 b a s e do nt h ef u n c t i o n sa n dc o m p o n e n t s p r o v j d e db yp r o j e c t l - n k ，t h em o u i d - m a k i n gw o r i ( 订o ww a si n s t a n t i a t e ds ot h a t t h ec o o p e r a t i v ed a t a ，t a s k sa n da c t i v i t i e sa r ee f r e c t i v e l ym a n a g e da n dt h e m o u i de n t e r p r i s e s c u s t o m e r sa n dm a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s e sa r et i g h “y i n t e g r a t e d 1 nm o r ed e l a i l s ，t h ef 0 o w i n g sa r et h em a i nr e s e a r c hw o r k s ，c o n f e n t sa n d c o n tr i b u t j o n st ok n o w l e d g ei nt h ed j s s e r t a t i o n ： 1 a ni n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i st 0 i a r g en u m b e r0 fs m a - t o m e d u m j 自、l 业_ = 半r 学顿十学位论文 m o u l d m a k i n ge n t e r p r i s e s ( s m e s ) i ns o u t h ch i n aw a s n d u c t e d 2 t h em o u i d - m ak i n gw o r k 们o wf o rs m e sw a se s t a b s h e d 3 ac o a b o r a t i v es y s t e m i cf r a m ea n dt h eo d e r a t i o n a lw o r k 竹o wb a s e do n p n d j e c t l i n kf o rm o u i d - m a k i n gs m e sw a ss t r u c t u r e d 4 t h em o u i d m a k f n gw o r k 仃o ww a sp a r t l y _ n s t a n t i a t e ds ot h a tt h e c o a b o r a t i v ed a t a t a s k sa n da c t i v i t i e sa r ee 仟e c t i v e l ym a n a g e da n dm o n i t o r e d k e y w o r d ：m o u j dc o a b o r a t j v ed e s j g na n dm a n u f a c t u r i n g ；m o u i d m a k j n gw o r k 订o w ：p r o j e c tm a n a g e m e n t ：p r o c e s sm a n a g e m e n t 第一章绪论 1 1 课题研究背景及意义 随着网络技术和信息技术的不断发展，企业之间的竞争不断升级，围绕新产 品的市场竞争也日趋激烈。顾客消费水平的不断提高，企业之间的竞争日益加 剧，加上经济、社会环境的巨大变化，使得整个市场的不确定性大大增加。制造 业面对一个变化迅速且无法预测的买方市场，必须充分理解用户需求，在尽可能 短的时间内开发出满足这些需求的产品，并以合理的价格和优质的服务尽快投放 市场，才能抢先进入市场，在新的市场环境中生存发展。多元化、个性化的市场 需求驱使产品生产的批量越来越小，致使传统的大批量生产方式不再适应新的市 场竞争环境。新产品上市时间的加快和生命周期的缩短，使新产品开发和生产的 投资风险加大【2 】。随着产品和制造过程复杂度的提高，尽管一些全球性巨型企业 的规模越来越大，其产品遍布全球每一个角落，但单个氽业不可能完全依靠自己 的资源和生产能力来开发和制造新产品口m 。正因为仓业不再具有完整的资源和生 产能力，食业变得日益专业化和西作化，在价值链中通过相互协作来制造出最终 产品1 1 】。面对这种新形势，传统“大而全”、“小而全”的企业模式遇到了巨大的 挑战。市场竞争的内涵发生了根本性的变化，不但强调竞争，更强调合作，只有 通过产品研发制造、信息处理和现代通讯技术的集成，寻求与自己优势的= f = ：业合 作，实现产品设计与制造的柔性管理，快速响应市场“。 我国近几年模具行业发展迅速，紧随日本、美国之后位居世界第三，是专业 模具生产的大国，但与模具生产强国相比就生产技术上都存在很大差距。据预测， 2 l 世纪机械制造工业零件粗加工的7 5 ，精加t 的5 0 都需要通过模具来完成， 其中汽车、电器、通信、石化和建筑等支柱行业尤为突出嘲。 要在经济全球化的浪潮中得以生存和发展，2 1 世纪的制造业首先要转变其 制造模式来适应经济全球化的趋势，企业要摈弁过去的大而全、小而全的模式， 发展其核心竞争能力，提高专业化生产水平，避免人才和资源的浪费，采用先进 的网络化制造和信息技术，跨越地域限制，将原本分散的、孤立的企业纳入到竞 争合作环境m 。 尔工业人学l 学顺十学位论文 模具发展成为专业化的生产，协作生产厂家之间相互信任、风险共担、利益 共享、并尽所能，是保证产品质量、提高经济效益、共同发展的关键所在咖。加 强与供应商、协作生产厂家之间的合作，通过更加细致的社会分工来提高效率和 专业化水平，通过协同使制造商快速地生产出创新的产品，同时管理好复杂的供 应链运作。这样就可以充分合理地利用符个不同的模具企业的优势资源来快速响 应市场，缩短j i ：发周期，降低成本，提高产品质量，提供令模具客户满意的服务， 从而提高模具制造业的整体经济效益和市场竞争力p q 。 1 2 模具制造行业的现状与需求 1 2 1 模具制造行业现状 模具工业在国民经济建设中有着重要的作用，模具是制造业的重要基础工艺 装备。模具生产水平的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标 志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力m “。 模具行业属于典型的面向资源、“依单制造”( m t o ) 、“帖牌生产”的制造行业， 其特点是市场的不确定性、产品小批量多品种化。模具氽业行业多数“备自为战， 分散化经营，整体联系松散”，缺乏统筹规划和组织协调，协作的意识不强，协 作能力差，同时缺乏协同合作的环境，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。 这些问题已成为影响我国模具企业竞争力的屏障【6 9 ”l 。 目前，我国的模具技术虽然有了很大发展，模具的精密度、复杂程度和寿命 也都有很大提高，如主要的汽车模具食业已能生产大型、精密的轿车覆盖件模具； 体现高水平制造技术的多丁位级进模的覆盖面增加；塑料模热流道技术日渐成 熟，气体辅助注射技术开始采用：压铸t 艺得到发展。此外，c a d ，c a m ，c a e 技术得到广泛麻用，高速加工、复合加丁等先进的加工技术也得到进一步推广： 快速原型进展很快；模具的标准化程度也有一定提高。但是，由于我国的模具行 业起步较晚，与国外相比，仍存在不小的差距，主要体现在f 1 】： 1 产需矛盾：随着_ t 业发展水平的不断提高，t 业产品更新速度的加快， 对模具的需求越来越大。无论是数量还是质量都无法满足国内市场的需要，只达 到7 0 左右。造成矛盾突出的原因是模具企业的专业化、标准化程度低，模具 生产技术水平不高，生产周期长。另外，设计和制造工艺水平还不能完全适应发 第章绪论 展的需要。不能满足“制造大国、中心”的要求。 2 企业结构不合理，专业化程度不够：我国很多模具生产能力集中在各主 机厂的模具分厂或车间内，模具的商品化程度低，而国外7 0 以上都是专业模 具厂，且走的是“小而专”、“小而精”、“小而特”的道路。由于小而全、大而全 的模式造成企业缺乏快速响应市场需求的能力。 3 产品水平：衡量模具的产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗 糙度，加工模具的复杂程度，以及模具的制造周期和使用寿命。而这几项指标与 国外相比的差距都十分明显。 4 模具t 业的整体装备水平也存在相对落后，制造资源利用率低的现象。 高素质的模具技术人才缺乏，产品的综合开发能力还急需加强。 1 2 2 模具企业的制造过程 模具设计与制造过程是一个典型的多企业间协作的过程。在模具设计与制造 过程中，模具氽业与产品企业( 即模具企业的客户) 之间、模具企业与供应商之 间、模具企业与其他外协加t 合作企业之间存在广泛的协作需求。其中，与客户 沟通方面，包括对产品设计模型或实物模型的理解，模具设计过程中碰剑的问题 ( 比如发现产品设计的缺陷或者模具无法实现的设计要求等) ，模具设计进展， 设计模型的最终确认，试模、修模情况等；与供应商就模具标准件、模具材料和 _ 丁具等方面的沟通；与合作伙伴就关键设备t 作状态和工期进行沟通等。 课题组于2 0 0 4 年底对广州市模具行业几十家企业的调研发现，目前普遍采 用传统的电话沟通、出差面谈方式，效率低、成本高，难于满足对模具快速交货 的市场需求。基丁e m a 的协作方式成为当前我省制造企业包括模具企业间协作 的主要形式。一些企业在与国外客户合作的情况下，利用i n t e m e t 网络，通过 e m a j 传递产品c a d 模型和模具c a d 模型。目前在珠三角广泛实践的o e m 制 造模式，其典型的协作过程如下：中标后，食业从国外客户的电子商务平台( 网 站) 下载产品c a d 模型，进行模具设计，上传模具设计模型给客户确认，模具 制造和产品批量制造。关丁_ 模具设计与制造的西作是企业协作的主要内容之一。 基于e m a 来传递产品c a d 模型或模具c a d 模型，实现企业间胁作，是 属于一种初级协作，它存在以下问题： 尔l ：业火学l 学硕十学位论文 ( 1 ) 资源共享困难。由于各部门全局意识不强，并自为政，无整体优势， 规模效益相对较差。尽管积累了一些资源，并发挥了一定的作用，但这些资源大 多分布在不同的部门，分散在不同的系统，没有形成可以共享的公共资源，难以 提供综合利用。 ( 2 ) 模型文件往往较大，e m a 传递受到邮箱容量、网络带宽和网速等因 素的制约，企业间的信息传递等非开发性工作环节占用了过多的时间； ( 3 ) 协作的信息与过程管理足分离的，不能进行踟作信息和协作过程的自 动管理； 模具设计与制造协作过程的信息化和自动化需求非常迫切。一个中等规模的 企业，一般有几十套模具同时设计生产，需要一个有效的协作管理t 具来支持。 当前有效的方法是利用协作项目管理平台及其产品可视化工具，可支持多 c a d ，c a m 系统( 包括p r o e 、u g 、s o d 、o r k s 、c a t i a 和a u t o c a d 等珠三角 模具企业常用系统) 数据格式的转换和模型浏览矧阅，并实现对过程数据和流程 的自动化管理，达到模具企业设计与制造数据的快速传输、共享与使用以及资源 的共享，在质量的前提下达到快速和低成本。 1 2 - 3 传统的模具设计与制造特点 传统的模具企业设计与制造过程通常是沿用串行方式( “抛过墙”的设计丌 发过程) 进行，组织模式通常是递阶结构，并阶段的t 作是按顺序方式进行的， 一个阶段的工作完成后，下一阶段的工作才开始，各个阶段依次排列，各阶段都 有自己的输入和输出( 如图1 1 所示) 。这种模式整个过程足一个刚性的序列， 灵活性不够。由丁- 在这个过程中备阶段、各部门缺乏联系，容易造成设计与制造 脱节，重复劳动多，加t 周期长，整体水平不易控制”。 4 第一章绪沧 市场设计生产 区；餮| 詈 图1 1 传统设计与制造过程 f i g 1 - 1t r a d i t i o n a ld e s i g na n dm a n u f a c t u n gp r o c e s s 相当一部分的模具企业还沿用作坊式的管理方式。在乎_ t 管理状态下，校对 设计图样时往往要多个部门单位审批，而单就制图发送这个流程通常就需要花费 相当多的时间，若相关人员出差在外，时间则更长。如果在设计中出现问题需要 更改一次，则义得重复一遍审批的工作。更改的次数越多，重复t 作就越多，相 应地，时间就越长，直接影响生产的效率、信息传递的准确和及时。由于受工厂 地理分布的影响，设计主管往往是积下了好儿份单据，然后一起提交给相关的经 理、总t 和客户批准后一起发放。这样有两个明显的弊端： 其一，由于按定单方式生产，在设计图档的传递速度相当缓慢的情况下直接 影响生产效率，交货期严重滞后。 其二、过程中存在大量冗余活动，生产部门无法及时准确反馈变化信息，而 设计部门无法控制生产部门的更改，更改缺乏记录，出现错误相互扯皮。 在设计管理中，由丁缺乏统一的数据平台和相对应的文档管理体系，文件及 图档报表基本依靠纸张传递或通过磁盘进行数据交换，通过手t 进行管理，数据 无法保持统一，参与设计的成员难以快速找到最新数据，客观上造成研发人员在 相应阶段盲目实施。对图纸和t 程变更的审批流程也难以进行有效地实时监控， 更不能保留数据变化的历史记录。这些都将影响到设计与制造的整体工作效率。 1 2 4 模具制造行业的需求 模具制造业要想在市场发挥更大影响，必须实旃全过程供应链系统管理方 广尔一业大学工学坝十学位论文 法，改变以往那种大而全，甚至是小而全的生产作业方法。模具企业传统的制造 方法一般是大至型j 出、型腔，小至一个螺钉、销钉都要自己设计、生产，结果造 成阵线过长，批量太少，既浪赞了精力和资源，也无法保证在每一个环节都能拥 有高级专业化水准。现在，模具制造商从市场上接到模具加t 业务之后，不必每 一个零部件都自己去做，完全可以去市场上找那些专业厂家去做模板、模架、导 柱、导套、销钉、螺钉，自己只加1 二最专业的模具的型芯、型腔组件，甚至就是 在核心技术中，也只做专业技术要求最高的一部分。模具加t 业，千万不要再做 那种事必亲躬、老死不相往来的闭塞型生产研制之路，后工业化时代更大规模的 社会化生产为我们分 二合作创造了极为便利的条件，所以必须通过更加细致的社 会分工来提高效率和专业化水平，加强与供应商、执作生产厂家的合作来支持模 具生产，从而提高模具制造业的整体经济效益和竞争能力。 1 3 本文的研究内容及主要结构 论文的主要研究内容如下： 1 调查和分析华南地区大量的中小模具制造企业； 2 确立中小氽业的模具协同设计与制造工作流程： 3 构建基于p r o j e c t l i n k 的面向模具制造食业的协同框架和工作流程 4 根据协同工作流程设计，实例验证模具设计与制造的t 作流程。 本文的主要结构是： 第一章介绍研究背景与意义，对模具制造行业的现状进行分析，揭示企业 的问题与需求。 第二章在对协同的基本概念理念的本质理解以及防同软件t 具进行综述的 基础上，分析协同设计与制造的基本概念和特点以及国内外的研究现状。对著名 的防同软件w i n d c h i i lp r o j e c tl i n k 的主要组成部分及其功能进行领会和掌握。 第三章对中小模具制造企业的制造过程进行分析，揭示模具设计与制造的 流程中存在的协同问题。 第四章针对模具设计与制造中的协同问题，本文提出将项日管理与 p r o j e c t l i n k 协同平台相结合对模具设计与制造丁作流程进行管理，构建基丁 第章绪论 p r o j e c tl i n k 的模具企业防同设计与制造t 作流程，设计该流程的协同框架，并 确立适合中小企业的模具协同设计与制造的t 作流程。 第五章根据建立的模具协同设计与制造的t 作流程，验证模具协同设计与 制造1 二作流程的有效性。 总结对本文的t 作进行总结，指出有待于进一步深入研究的丁作及展望。 1 4 本课题的来源 本学位论文的主要研究内容来源丁以下两个科研和应用谋题： ( 1 ) 广州市科技局资助的项目：c a d c a m ，c a e p d m 工程服务协作平台 的构建，项目编号为2 0 0 3 2 1 d 1 0 1 1 ； ( 2 ) 国家自然科学基金：面向定制服务的制造资源网格化封装与柔性工作 流程配置机理的研究，项目编号为5 0 4 7 5 0 4 7 。 第二章协同的基本概念及协同工具综述 协同源自系统科学中的协同科学理论，是指在复杂的大系统内，再子系统的 协同行为产生出超越并要素自身的单独作用，从而形成整个系统的统一作用和联 合作用。这一理论突出强调了协同作用是任何复杂大系统本身所同有的自组织能 力，是形成系统有序结构的内部作用力。用战略管理的语言描述，所谓协同足指 相对于各独立组成部分进行简单汇总而形成的氽业群整体的经营表现，即企业之 间共生互存的关系，它是在资源共享的基础上产生的q 。 通过研究协同的基本概念，分析协同设计与制造技术，提出采用p r o j e c t l i n k 作为协同的工具。 2 1 协同的基本概念刚 协同一词源丁i 希腊文s y n e r g o s ，原意是“一起丁作”，英语中叫“s y n e r g y ”。 这本来是自然科学( 特别是物理学、生物学和药物学等) 上用的词。由于自然科 学的西同理念与企业管理学上的协同理念有着异曲同t 之妙，都是对客观系统研 究的结果。把“协同”理念加以明确并建立起一门学科“协同学”，是德国 著名物理学家赫尔曼哈肯的功劳。他通过对物理学上很多客观系统( 特别是激 光系统) 进行了大量研究，发现系统发展演化中存在一个普遍原理，即在任何系 统中，各子系统之间，均依靠有调节的、有目的的“自组织”过程，使千差万别 的子系统阱同作用，并产生新的稳定有序的结构。哈肯发现，无论足平衡相变还 是非平衡相变，系统在相变前之所以处于无序状态，是由于组成系统的大量子系 统没有形成合作关系，各行其是，杂乱无章，不可能产生整体的新质：而一旦系 统被拖到相变点，这些子系统便仿佛得到某种“精灵”的指导，迅速建立起合作 关系，以很有组织性的方式阱同行动，从而导致系统宏观性质的突变。因此，他 把“蜘同”定义为：系统的并部分之间相互协作，使整个系统形成微个体层次所 不存在的新质的结构和特征。 而在企业管理学界，首先提出“协同”理念的是美国战略理论研究专家依戈 尔安索夫。他在1 9 6 5 年出版的公司战略一书中，把协同作为公司战略四 第二章协刚的基本概念及坍上具综述 要素之一，并阐述基于协同理念的战略如何可以像“纽带”一样把公司多元化的 业务联结起来，从而使公司得以更充分地利用现有的优势开拓新的发展空间。并 以此确立了协同的经济学禽义。 在企业管理领域中提出协同概念，引起了企业界和学术界高度关注，并引发 了相当热烈的讨论。尽管有些论者以个别成功企业为例子，认为它们的成功并非 基于发挥协同优势的结果，并不接受或完全接受协同理念的普遍价值，但大多数 论者从实践的层面，特别是通过大量案例研究，证实了协同理念对企业集团或大 企业不容忽视的作用。四十年来，认同这种理念并对其有所发展的著名学者有： 管理战略问题权威麦克波特。在他一九八五年出版的竞争优势一书中， 波特明确指出，对公司各下属企业之间的相互关系进行管理是公司战略的本质内 容。他认为，一个缺乏对下属企业间相互关系进行认真管理的多元化公司“并不 比一个共同投资基金强多少”。他建议经理们要仔细分析并下属企业的价值链 识别出其中相似的业务行为以及它们之间的相互关系，并据此构造公司的竞争优 势。波特认为协同是一个非常好的概念。针对一些案例研究怀疑协同是否可行的 问题，他说：“协同的失败主要源丁( 这些作为案例的) 公司没能真正理解和正确 地实施它，并不是冈为概念本身存在缺陷”。 哈佛大学教授、公司创新与变革专家罗莎贝丝莫斯肯特。她对什么样的 企业文化或价值观可以鼓励多元化企业资源共享进行研究之后，结论地指出：多 元化公司存在的唯一理由，就是获得协同效应。 加里哈默和c k 普拉哈拉。在他们丁一九九零年联合发表的那篇名噪 一时的论文企、世的核心竞争力中，论述了多元化公司培育具有竞争优势的资 源，并使之在再下属食业里得以应用的必要性，强调发展不同下属企业可以共享 的技术或其它方面的竞争力是成功企业的主要战略目标。他们敦促经理们去识别 和培育对再类业务均至关重要的知识和技能，并通过协同把这些竞争力应用到玲 业不同的终端产品_ 卜去。 特别值得一提的是日本著名的管理战略专家一桥大学教授伊坩广之。他不但 认同安索夫的观点，而且发展了协同概念。他对协同进行了比较严格的界定，把 安索夫的协同效应分解成了“互补效应”和“协同效应”两部分。这位战略家心 中的协同，足一种发挥食业资源最大效能的方法。他又把资源划分为“实体资产” r 尔l ：业大学l ：学倾十学位论文 和“隐形资产”两大类。实体资产是指诸如生产设备等资产。隐形资产则是 一种无形资源，它既可能是商标、顾客认知度或技术专长，也可能是一种可以激 励员_ t 的氽业文化。伊丹认为，“互补效应”主要是通过对“实体资产”的使用 来获得，而“协同效应”却是通过对“隐形资产”的使用来实现的。他非常强调 使用隐形资产的重要性，认为只有当公司开始使用它独特的资源一隐形资产时， 才有可能产生真正的协同效应，成本可能比通过使用实体资产获得互补效应低得 多，而效益却可能高得多。例如，一家公司利用已有的商标品牌成功地推出一款 新的产品时，协同效应便出现了，因为公司利用隐形资产创造出了一些新东西。 按照伊卅的说法协同就是“搭便车”，因为公司某一局部发展出来的隐形资产 可以被用于其它领域，并且不会被损耗掉。 到了上世纪术，英国的两位管理战略学者安德鲁坎贝尔和k s 卢克斯， 将三十多年来人们对协同问题的研究成果汇编成书，书名便叫战略协同。这 是迄今为止综合有关战略协同研究最全面的一本书。该书一开头便开宗明义地这 么说：协同是一个十分值得公司经理们关注的话题。协同公式2 + 2 = 5 表达了这 样一种理念，公司整体的价值大丁- 公司各独立组成部分价值的简单总和。正足这 种理念为公司实行多元化经营战略提供了理论基础，公司在进行多元化经营决策 时根据丁此，在考虑如何管理不同类型的业务时更是有赖于此。如果公司经理们 期望从协同效应中获得最大的收益，他们就必须真正理解协同的概念，并且掌握 实现协同的有效手段。 协同的本质就是打破资源( 人、财、物、信息、流程) 之间的各种壁垒和边 界，使它们为共同的目标而进行协调运作，通过对各种资源最大的开发、利用和 增值以充分达成一致的日标。 2 2 协同的类型 在国内，协同在几年前就已经存在，我们可以看到海尔的物流协同、研发盼 同、乃至制造协同：伊利的渠道与分销商协同；西飞集团的设计与制造协同：这 些都是国内早期协同管理的经典案例。 事实上，协同可以划分成企业内部协同、企业问协同两种不同类型。 1 对于企业内部协同而言，存在不同设计部门设计间的协同、存在设计与制 o 第二章悱同的基奉概念及协同_ l = 具综述 造问的协同、存在制造与销售之间的协同、存在企业内部物流之间的协同、存在 销售与市场间的协同：同样从管理流程的角度上亦可以看到业务流程与事务流程 之间的协同。这些都需要一些_ t 具来进行协调和统一； 2 对丁企业外部协同而言，也即整个供应链的协同，存在食业问设计中心的 协同、存在企业间设计与制造问的协同、存在企业问的制造与销售的协同等。 下面将介绍协同设计与制造技术。 2 3 协同设计与制造技术 2 3 1 协同设计与制造的基本概念n 协同设计是建立在并行工程的基础上，较并行t 程更进一步的一种现代设计 方法。它是指在计算机的支持下，各成员单位刚绕一个设计项目，通过由计算机 构成的支撑平台，承担相应的部分设计任务，并行交互地进行设计丁作，最终得 到符合要求的设计结果【2 2 】。在协同设计时，设计团队中的协同设计人员将在分布 式的环境下利用不同的资源，采用不同的手段，从不同的角度进行产品设计。考 虑到信息的双向流动问题，设计团队中的每一食业，不仅需要知道它的下游客户 的需求，也需要知道它的上游供应链的供应能力。冈此，设计团队中的企业需要 共同分享有关的信息，从而使团队成员通过协作实现团队内资源和信息共享。 在m 同设计过程中，通过建立一个跨部门、氽业的面向产品的丌发团队实现 多学科的协同，进而合理、有效地进行规划和描述盼同设计的组织结构，如图 2 1 所示。 图2 1 产品协同开发组织构架 f i g - 2 1t h ef r a m e w o r k0 fp r o d u c tc 0 l i a b o r a t j v ed e v e i o p m e n t 东【。业人学工学硕士学位论文 协同制造是一种实现快速响应市场和可持续发展的生产模式。其成员足物理 位置分散的部门或企业，秤自具有独特的核心技术，组成协同制造企业是按市场 机制通过竞争实现的吲。协同制造将刚绕新产品或新经营机制的产品生产过程， 动态地建立网络组织机构来进行产品的开发和生产。因此，在产品开发过程中， 其设计流程就应通过并行开发的流程代替原先串行的开发过程，尽可能多地将产 品开发的某些阶段提前。在产品丌发的过程中尽可能消除过多的变更，或者尽量 臣堕至j 口 ；阶w 。缆蝴： 墨匝歪墨砸匝圃 囝圃 甓喜团圆隧 穆一 l 亟墨巫医西圆州鼢 l 塑： 困 f i g 2 2t h ec o n t r a s tt ot h es e n a id e v e l o p m e n tp r o c e s s 2 _ 3 2 协同设计与制造的特点吲 在计算机集成制造的基础上进行，在产品生命周期的全过程中实现功能 集成、信息集成和过程集成： 贯穿了产品开发的全过程，全部工作可在计算机上进行，所开发的产品， 可全部进行产品数字化定义，实现无图纸生产； 、 由于涉及到产品丌发的全生命周期，冈此强调了过程管理与控制，整个 产品开发过程在产品数据管理下进行，实现异地设计； 其实施需要建立一支来自不同企业或企业内不同部门的技术与管理人 员所组成的团队，进行群组协同工作，形成联盟。群组协同工作需要群 组工作集成框架以及各种群体软件工具的支持。 2 量三薹丝型墼董尘丝童兰竺垦三呈垒兰 强调了上下游共同决策的机制。因此需要协作工作平台和互操作的功能 及协作系统。 2 3 3 国内外协同设计与制造的研究状况 计算机支持的协同设计( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o a b o r a t j v ed e s i g n ：c s c d ) 是计算机支持的协同t 作( c s c w ) 的一个重要领域，也是c a d 技术进一步发 展的结果口”1 。 国外对协同设计与制造的研究已取得了不少成果： b o e i n g 公司研制的波音7 7 7 客机就是以网络技术协调分散在世界各地的分 支机构和日本三菱重工等进行协同设计与制造的，世界各地的波音公司同时可在 计算机屏幕上对3 0 0 多万个零件的三维模型观察、修改。 u i t e ac o m m 足生产电子产品的虚拟公司，它依靠网络技术组纵设计、生产， 动态地适应不同产品开发、改进、制造及销售的需要，协同设计与现代制造技术 相结合可保证接到订单后2 4 h 内供货。 s t a n f o r d 大学与l o c k h e e d 、e i t 、h p 合作研究的p ：a c t 项目着重研究大规 模、分布式并行工程系统，此项目较为系统地研究了分稀式协同设计的问题。 i o w a 大学工业t 程系建立了一个i n l e m e t 实验窄，其主要研究项目包含如 何利用1 n m ，技术建立基丁客户一服务器形式的协同设计模型1 2 9 】。 德国f r a u n h o f e r 计算机图形研究所的s l o r k 和j a s n o c h 提出了分布式产品 开发环境c o c o n u t 和协同应用s h a r e d3 dv i e w e p l 。 英国b r u n e l 大学交互设计研究中心丌发了二维原型系统c o i d e 。 c o c r e a t e 公司推出了协同设计软件o n e s p a c e ，可以实现协同查看和协同 造型：澳大利悉尼大学的m j k er o s e n m a n 和fu j u n 、 妇n g 提出了c a d o m 模 型，研究了协同设计中的重要使能技术一信息集成，实现了功能、管理和结构数 据的集成。 新加坡国立大学的q j a n gl 等开发了一个w p d s s 系统，它支持基于c a d 的网络协同设计，服务器提供c a d 几何和工程信息，客户端共享这些信息，为 了利用商用c a d 软件进行实时阱同设计，设计了一个j a v a c o d e d 软件界面， 并提出了一个新的方法以减少信息传输时间，对操作过程实时监控，保持协同修 r 尔1 业 学：r 学硕+ 学位论文 改过程中数据的一致性等删。 美国p t c 公司推出的w i n d ch i l i 系列集成应用软件用来管理产品和t 序的整 个生命周期，它充分利用了l n t e r n e t 和相关的信息技术，为系统提供了一种 应用软件基础，从而保证能快速、高效地部署产品信息应用软件【2 4 】。 美国e d s 公司的l m a n ( 属于现在的t e a m c e m e r ) 采用c o r b a 和o d b c 等技术，以w e b 为核心，以j a v a 为丌发平台，充分发挥互联网的强大功能， 为异地的设计生产提供了一个良好的协同工作环境删。 国内对协同设计与制造也进行了一些研究： 清华大学开发了基于c o r b a 的面向对象技术的出同设计系统，实现跨异构 平台产品设计的整体优化、冲突协调和坍同决策口5 l 。 南京理工大学提出了e c w s 实现网络化协同设计与制造，并提出了以 m i c r o s o f tn e t m e e t i n g 为协同支持t 具为分散在异地的用户提供一个实时的协同 工作环境。 四川大学建立了一种基于多a g e n t 技术的协同设计模型，通过a g e n l 之间 信息交换，以达到协同t 作的目的【3 7 j 。 华南理工大学提出了基于v r m l 和j a 、，a 的虚拟现实协同系统，可以在网上 建立虚拟环境，增强协同设计的交互性和客户端的平台无关性。 上海交通大学与上海飞机制造厂之阃进行了异地设计的联网试验；西安交通 大学、清华大学与上海交通大学等高校也在策划异地合作设计网刚。 从国内外研究现状看，国外协同设计与制造的研究比较成熟，有的已在实际 中得到应用并取得良好效果。国内近几年也进行了一些研究。但目前还没有针对 模具氽业的协同设计与制造。 本文将采用w i n d ch i i i 的产品p r o j e c tl i n k 进行模具的协同设计与制造。 2 4p r o j e c l l n k 协同平台介绍 协同管理就是将企业的内、外部的符种有效共享的信息资源在一个软件技术 的平台上进行结合，利用创新的方法将人、财、物三者之间存在的不协调、不相 同的问题融入信息化过程的一种管理思想和管理理念，是摆脱以前选择的信息化 软件的路径车辙的一种有效的创新途径。 4 第二章协同的基本概念及协同：】：且综述 协同软件既是一个技术性的软件平台，也是一个管理思想型的工具实施平 台。在这两个平台上，通过利用信息技术和网络通信设备，建立跨区域、跨地域 甚至跨国度的一个协同工作环境，将一种创新的管理方法型的软件的实施，在此 实施的过程中，处丁不同地方的人们可以共同来完成个项目，整个过程有利于 各人充分发挥各自的优势，有利丁二充分高效地利用整体的资源，将食业的各种内 外部资源进行无间隙的整合，实现信息的同步共享，以此达到迅速完成项目任务 的目的，最终实现提高企业的反应能力。 w i n d c ip r o i e c tl i n k 为扩展产品开发团队中的所有成员提供了一个全面 的、实时的项目管理和企业内外部所有广义产品开发小组成员协作的基础结构。 它通过为基于w 曲的虚拟协作工作室提供所有必需的工具，以便离散的设计团 队成员能够通力合作，使得成员能在恰当的时间访问恰当的产品开发和项目管理 信息1 4 0 l 。下面将介绍p r o j e c t l i n k 的组成部分及其功能【2 4 4 0 w 。 2 5p r o j e c l l i n k 的组成部分及其功能 在此，将介绍p r o j e c l l n k 的三大组成部分：项目管理模块、进程管理模块 和可视化模块及其功能。 2 5 1 项目管理 项目足指在一定约束条件f 的具有特定目标的一项一次性任务。而项目管理 是在项目实施过程中由项目经理负责，在一定的约束条件下，对项目执行的全过 程进行高效的组织、计划、协调和控制，进行项目运行状态的监视，从而实现项 日的科学管理过程”m 。 2 5 1 1 计划管理 计划的关键在于交流进程以及捕捉与项目团队成员所完成的实际工作之间 的依存关系。例如，如果在个别步骤或与该步骤相关的正式交付项输出上不存在 与其他团队成员的依存关系，j 【| j 计划项目对于单个人力资源通常不应包括多个洋 细任务。项目计划中的组成要素如图2 3 示： 广爪j l 一业人学：1 = 学硕士学位论文 图2 3 项目计划的组成要素 f i g 2 3c o m p o n e n t so fp r o j e c tp i a n n i n g 其中，活动( a c l i v i t y ) 是项目计划中的最小任务单元，具有具体的执行行 为( 包含负责人，起、止时间，耗费资源，风险级别等信息) ，项目活动的成果 可表现为产出条目( 交付项) ：汇总活动( s u m m a r ya c t i v i t y ) 包含若干子任务 的父活动，子任务可为活动、子项目、里程碑：子