（机械设计及理论专业论文）面向网络化协同设计的机械资源库及其共享管理系统的研究.pdf

江苏大学硕士学位论文 撼要 随着全球市场竞争的加剧和现代信息技术的快速发展，制造业对信息化需求 不断增热，在戴背景下鼹络亿制造技术应运雨生。该按术充分利箱潮络、通信等 技术的最新成粜使得企、韭能够及时获取市场需求信息，充分稠用全球制造瓷源， 加速瑟产晶黔开发过程，从霭珂以投大她掇蔑企监的帝场竞争熊力。爨魏，铡造 弼络纯是蕊代翻造遵的主要发腥趋势之一。当前，如何利用阏络纯稚造环境送行 异地产品歼发过程的瘫效管理是网络化费遗魇研究鲍重大课题。零谤究芷是綦予 这一鸳景，提出了一稀产品蓊弼设计过赣管理模式，并通过建立开放式可扩膜的 面向网络化协同设计的机械瓷源摩，为企业提供舅地设计、镑4 造和资源共事的支 撵警台。 本文分析了先进锘4 造技术和各种现代制造模式。阐述了基于a s p 摸式的网 络纯利遣以及计算梳支持静游阊设计鹩产垒和发麓 分析和眈较了协同设计平台 的务晕申开发工具，提出使用j a v a 技术及其j s p 的方式，舞使用t o m c a t 5 数攒库 服务髅软转寒进行机摄资淫库戆开发；提滋撬槭资源瘁及蒸管瑙系统的糯檠构 造，并进行y 机械资源库管理权限闯题秘机械资源瘁运行计费摸式的研究；分拆 了基于规械凌源库的协固设计残用蜜铡模型 提出了枧拔瓷源痒与各系统躬联调 襁集成豹方法。 本研究完成的网络化协同产晶设诗平台已经在莱电子炭豳公司进彳亍了示范 瘫搿，验证了平台豹兔迸经和邋用往。该平台的应用实施实现了该鬃团各分公司 内部以及公司上下游企业之间的资源按事和离效协馋，实现7 在它们之闻进行产 品酌协同搿发，因照菇高了新产品的汗发效率，提高了设计质餐，降低了设计成 本，提高了熬个集鞠公司的核心竞争力。 关键谲：网络能意l 遥，镑溺设计，梳械资源瘁，管理系统 江苏大学硕士学位论文 a 转s t 聚a c 墨 a l o n gw i t ht h ea g g r a v a t i n go f t h ew h o l e w o r l dm a r k e tc o m p e t i t i o na n dt h eq u i c k d e v e l o p m e n to fm o d e mt i m e si n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，t h em a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y c o n s t a n t l yi n c r e a s e st ot h ei n f o r m a t i o nr e q u i r e m e n t ，a n dt h en e t w o r km a n u f a c t u r e t e c h n i q u e i s e m e r g e a st h et i m e sr e q u i r e m e n tu n d e rt h i s b a c k g r o u n d t h i s t e c h n o l o g yf u l l yu s e st h en e w e s ta c h i e v e m e n t so ft e c h n o l o g ys u c ha sn e t w o r ka n d c o m m u n i c a t i o ne t ct om a k et h a tt h ee m e r p r i s ec a r tp r o m p t l yp r o c u r er e q u i r e m e n t i n f o r m a t i o ni nm a r k e t ，f u l l yu s e st h em a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e si nw h o l ew o r l d ，a n d q u i c k e n st h ed e v e l o p m e n tc o u r s eo fn e wp r o d u c t ，t h u sc a nr a i s ev e r yl a r g e l yt h e m a r k e tc o m p e t i t i o na b i l i t yo ft h ee n t e r p r i s e s t h e r e f o r e ，t h en e t w o r km a n u f a c t u r i n g i so n eo fm a j o rd e v e l o p m e n tt r e n d so ft h em o d e mm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y t o d a y , h o wt ou s et h en e t w o r km a n u f a c t u r i n ge n v i r o n m e n tt oc a r r yo nt h eh i g he f f i c i e n c y m a n a g e m e n to fp r o d u c td e v e l o p m e n tp r o c e s si nd i f f e r e n tp l a c e si so n eo ft h eg r e a t s t u d i e si nt h en e t w o r km a n u f a c t u r ef i e l d u n d e rt h i sb a c k g r o u n d ，i nt h i sr e s e a r c hp u t f o r w a r do l l ek i n do fm a n a g e m e n tm o d e lf o rt h ep r o d u c tc o o p e r a t i o nd e s i g np r o c e s s ， a n db u i l dao p e n i n gm e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o lw h i c hc a nb ee x p o u n d e df o rt h e n e t w o r km a n u f a c t u r i n gc o o p e r a t i o nd e s i g n ，t h u sp r o v i d eap l a t f o r mf o rt h ee n t e r p r i s e s w h i c hc a nb eu s e dt od e s i g ni nd i f f e r e n tp l a c e s ，t oh e l pm a d ea n dh e l ps h a r e r e s o u r c e s i nt h i st e x t ，a n a l y z e dt h ea d v a n c e dm a n u f a c t u r et e c h n i q u ea n dv a r i o u sk i n d so f a d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gm o d e l s ，e x p o u n d e dt h eb i r t ha n dd e v e l o p m e n to ft h e n e t w o r km a n u f a c t u r eb a s e do na s p sm o d e la n dt h ec o o p e r a t i o nd e s i g no ft h e c o m p u t e rs u p p o r t ；h a sa n a l y z e da n dc o m p a r e dt h ev a r i o u sd e v e l o p m e n tt o o l st h a t u s e di nm a d d i n gt h ep l a t f o r mf o rt h ec o o p e r a t i o nd e s i g n ，a n dp u tf o r w a r du s ej a v a s t e c h n o l o g ya n d t h em e t h o do f h i sj s p , a n du s et o m c a t 5 d a t ab a s es e r v e rs o , w a r e 把 d e v e l o pt h em e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o l ；p u tf o r w a r dt h ef r a m ec o n s t r u c t i o no ft h e m e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o la n di t sm a n a g e m e n ts y s t e m ，a n ds t u d i e dt h ep r o b l e mo f t h e l l 江苏大学硕士学位论文 l i m i t so fa u t h o r i t yi nt h em e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o lm a n a g e m e n ta n dt h eo p e r a t i n g m o d e lo ft h em e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o l ；a n a l y z e dt h ea p p l y i n gm o d e lo ft h e c o o p e r a t i o nd e s i g nb a s e d o nt h em e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o l ；p u tf o r w a r dt h em e t h o d f o rt h ec o n c i l i a t i o ni n t e g r a t i o na n du n i t i z i n go fm e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o la n do t h e r s y s t e m s t h ep l a t f o r mf o rt h en e t w o r kc o o p e r a t i o np r o d u c td e s i g nt h a ti sa c c o m p l i s h e di n t h i sr e s e a r c hh a sh a da ne x a m p l ea p p l i c a t i o ni nac e r t a i ne l e c t r o n i c sg r o u pc o r p o r a t i o n ， h a v i n gv e r i f i e d t h ea d v a n c e dn a t u r ea n da p p l i c a b i l i t yo ft h ep l a t f o r m ：t h e a p p l i c a t i o no ft h ep l a t f o r mh a sr e a l i z e dt h el e s o u r c es h a r i n ga n dt h eh i g he f f i c i e n c y c o o p e r a t i o ni n s i d et h ev a r i o u sm i n u t ec o r p o r a t i o n so ft h i sg r o u pc o r p o r a t i o na n d i n s i d et h ec o m p a n i e sf r o mt o pt ob o t t o mb e t w e e nt h eg r o u pc o r p o r a t i o n s ，a n dh a s r e a l i z e dt h ep r o d u c tc o o p e r a t i o nd e v e l o p m e n tb e t w e e nt h e m t h e r e f o r eh a v i n g r a i s e dt h ed e v e l o p m e n te f f i c i e n c yo fn e w p r o d u c t ，h a v i n gr a i s e dt h ed e s i g nq u a l i t y , a n dh a sr e d u c e dt h ed e s i g nc o s t ，r a i s et h ec o r ec o m p e t i t i o na b i l i t yo ft h ew h o l eg r o u p c o r p o r a t i o n k e yw o r d s ：n e t w o r km a n u f a c t u r i n g ，c o o p e r a t i o nd e s i g n ， m e c h a n i c a lr e s o u r c ep o o l ，m a n a g e m e n ts y s t e m i i i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关缣警、後精学位论文静蔽定，同意学位办 保留并向国家鸯关部门戏机构送交论文的复印 牛和电予版，允许论文被查阅和倦 阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据瘁 进行捡索，可以采用影印、缩印或扫描等复制等段缳存秘汇编本学位论文。 本学位论文属于 僚密口，在 年解密后适嗣本授权书。 不保密嘎 学缎论文 乍尝签名 牛雪萄 岔。厂年期和网 搓磁爆懿：喝帚 细f 年f 月扣羁 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 行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全 意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：斗铹 日期：1 口年，月弘日 江苏大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题来源以及研究背景 本论文的研究内容来源于国家“十五”8 6 3 项目“面向网络化制造的a s p 平 台开发及应用”中的示范应用项目“镇江地区网络化协同产品开发平台”。 通信技术和计算机技术在近十几年来都取得了惊人的进步。光纤通信技术的 发展使网络传输速率达到了吉比级的高度并且具有超低误码率；无线通信技术则 发展到全球无缝覆盖，交换技术发展到快速分组交换和多协议标记交换( m p l s ) ： 同时计算机技术在计算处理速率、并行处理结构以及面向对象的软件技术和分布 对象计算技术方面获得突破性发展。计算机c p u 处理速度得到巨大提升，巨型 计算机的处理速度已经上升到每秒数万亿次，并且还会不断上升，i b m 正在实施 研制运算速度超过每秒1 0 0 0 万亿次的超级巨型计算机计划，微型计算机的c p j 处理速度也已经相当快，目前我国市场上主流配置的微机c p u 已达2 8 g ，美国 新推出的微型计算机运算速度已达每秒3 0 0 0 亿次。高性能计算机体系结构和并 行计算结构使得计算机处理速度已经超越单个c p u 处理速度的限制：分布对象 技术使得异构软件系统在网络环境下可以屏蔽自身差异而容易地实现互操作和 系统集成。 这两项基础技术的发展推动了网络应用的巨大发展，第一代高速互连网络已 经在我国普及开来，国际上第二代互联网已经开始投入使用，速度高达6 6 3 g b p s ， 相当于在4 秒钟内传输一部d v d 电影，据悉，第二代互联网的最高速度可达到 l o g b p s 。当前网络应用已经发展到可以方便的传输话音、视频等多种类型数据传 输的多媒体网络时代。当前网络具有高速、安全便捷的特点，并且服务质量有保 证。网络技术的发展已经开始向开放、集成、高性能和智能化方向转变。 总之网络技术的飞速发展使得计算机和网络日益成为对社会经济增长起决 定性作用的生产工具，这极大的拓展了制造业的广度和深度，产生了一批新的制 造哲理和制造技术，急剧改变了其产品结构和生产过程，触发了制造业的一场革 命。网络技术的发展使得设计制造各个环节的各种信息与知识能够得到流通和集 成，分布异地的不同生产单元的资源共享和协同工作从而成为可能，这使以满足 l 江苏大学硕士学位论文 全球化市场需求为目标的快速响应制造过程得以实现，也就是网络化制造得以实 褒，阙终睨潮造或为割造篷懿发鼹方囊。 随着全球市场宽争的加剧和现代信息技术的快速发展，制造业对信息化需求 不断增热，在j 龟鹜豢下丽终讫镧造技术应运面生。嗣络讫番l 造是强蘩l 造企救基于 网络技术开展产品设计、制造、销售、采购、管理蹲系列活动的总称。其核心 是利用网络，特刘怒i n t e r n e t ，跨越不同的企业之间的空间差距，通过众业之 间的信息集成、业务过程集成、资源共享，对企业开展异域协同的设计制造、隧 上静销、供应链管蠼等提供技术支撵环境和平段，实现产品商务的协同、产品设 计的捺圈、产黑剑逡的捺同移供应链熬按麓，麸嚣缝短产熬熬硬铡溪絮帮骚铡费 用，提高整个产业链和制遗群体的竞争力。 该接零充分裂溪嚣终、逶信等授零熬鬣新残暴篌褥金数貔蟹爱瓣获取枣场需 求信息，充分利用众球制造资源，加速新产品的开发过程，从而极大提升众业的 市场竞争能力。函魏割造糊络纯是现代裁遗泣的主溪发震趋势之一。当前，如何 利用网络化制造环境进行爨地产懿开发过程的高效管理是网络化制造所研究的 重大课题。本研究难是基于这一背景，提出了一种产品协同设计过稷管理模式， 并遇过建立舞放式褥扩展的嚣惠嬲终化协圜设计的枧被资源库，势众业提供异建 设计、制造和资源共享的支撑平台。 2 国内外研究现状综述 雷前一些发这黼家已经开震了大量静关于霹络亿制造技术及萁模式、计算机 支持的协同设计的研究工作，并进行了一系列的应用。国内近几年也开展了一些 有关上述方向的研究，并取得了一魑进展。现分别就国内外相关研究计划和应用 状擞进行麓要说暖。 1 2 1 先进制造技术和现代制造横式分析 近十几年来，馓界上许多国家都投入了巨大的财力和物力，对先进制造业的 技本及产业发展进行战略磺究。先遴毒4 造按术已经成为垒球镬造数蛰夺敖卷场焦 点。 走进裁造按拳( a d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y ，筵懿a m t ) 帮现代 2 江苏大学硕士学位论文 制造技术，是与传统制造技术相对而言的，是制造业不断地吸收机械、电子、信 惫、生穆、毙学、搴孝瓣、憩滚、环援及瑰投德管溪等方瑟豹藏果，并将萁综合应 用于制造的全过程( 产品的整个生命周期，包括市场分析、产品设计、制造、装 鬣、调试、箍验、售螽鼹务帮擐滚回牧鲶瑾) 静产物，窀是敬僖惫技术为支撑， 包含整个制造过稷的所有技术的总称，其目的是实现优质、高效、低耗、清洁和 灵活生产，提高众业的综合效益。 先进制造技术主要特点表现程： ( 1 ) 先进性。先进制造技术的核心和基础慰优质、离效、低耗、清洁的新 工艺技术。 ( 2 ) 制造工程是一个系统工程。机械制造过程是一种离散的生产过程，随 畿徽电子、揍惠鼓零豹零l 入，裂耀赉系统论、售怠论秘控翻论形簸熬系统幂串学帮 方法论的观点来分析和研究制造过程，就出现了制造系统的概念，并形成了现代 嚣造系统工程学。谁l 遥系统是击裙质流、能量瀛辩信息流三卡基本要素缝成翁， 而信息流是形成制造系统的关键要素。 ( 3 ) 设计与工艺一体化。制造工程的主要工作内容可以分为设计和正艺两 火部分，在先进产品设计过程中，瑟充分考虑产菇豹加王工艺性戆，使褥设计与 工艺密切结合起来，能提商产品的性能，加快产赫的上市速度，所以设计与工艺 一镕纯是先进毒i 逡技术鹃一令重黉特点。 ( 4 ) 精密加正技术烧关键。精密和超精密加工技术是衡量先进制造技术的 鬟要摆檬之一。警兹，缡滚魏王羧术代表了麓造技术熬最嵩耪菠承平。精密麓工 技术是提离产品质量的一顷关键和重要措施，精密加工工艺的变化将引起制造技 术的一系捌变纯，其中一个典型的倒子就是激光加工工愁的出现。 ( 5 ) 涵盖产黯生命周期的全过程。现代制造技术是一个涉及整个产躁生命 周期全过程的集成活动和系统，麓一个功能系统和信息系统。它包括了市场需求 谈磅分撰、设诗舞发、篱造生产、镑售经鼗、使鼷维修、缀菠处壤等除段。在产 品的设计中就要考虑拆卸过程，以方便产品报废处理时材料的回收循环利用、节 终l 源、保护环境等。获产晶割逸静惫畿分辑，勰毽含了产晶鼓零、生产援零、 拆卸技术和再循环技术4 个方面。 ( 6 入、管疆、技术三结合。现代制造技术强调入枫协同、科学管联经营、 江苏大学硕士学位论文 市场驱动、用户需求牵引，快速响应市场的观点和概念。 ( 7 ) 制造形成了科学。制造科学是由机械、电子、计算机、信息、材料、 自动化等学科有机结合而发展起来的一门跨学科的综合科学，随着信息技术的发 展正在不断充实、完善和发展。 先进制造技术的主要发展趋势是：1 ) 制造系统自动化。机械制造自动化经 由单机自动化、自动线、数控机床、加工中心、柔性制造系统、计算机集成制造 系统、并行工程等阶段进一步向柔性化、集成化、智能化和网络化方向发展。2 ) 向高精密方向发展，概括为精密工程和微型机械。精密工程包括精密加工和超精 密加工技术、微细加工和超微细加工技术、纳米技术等。3 ) 特种加工。这种加 工是指一些利用声、光、电、磁、原子等能源的物理的、化学的非传统加工方法， 如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、粒子束加工等。 传统加工和特种加工相结合的复合加工方法也有较大的发展前途。4 ) 表面工程 技术。是指表面功能性覆层技术，通过附着、注入某种材料或热处理等手段，能 赋予工件表面耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐热、耐辐射仪激光、磁、电等特殊功能。 5 ) 快速成型制造( r a p i dp r o t o t y p e ( p a r t ) m a n u f a c t u r i n g ，r p m ) 。就是利用若 干“面”叠加堆集成型概念，将三维零件快速制作成型的技术。6 ) 传统加工工 艺及其设备的改造和革新。7 ) 智能制造技术。是指将专家系统、模糊推理、人 工神经网络等人工智能技术应用在制作中，解决多种复杂的决策问题，提高制造 系统的实用性和水平。8 ) 制造单元和生产单元。现代制造系统多采用制造单元 ( m a n u f a c t u r i n gc e l l ，m c ) 的结构形式，各制造单元在结构和功能上有并行性、 独立性和线性结构，通过信息流来协调各制造单元之间的工作，使其发挥整体效 益。从功能结构上看，制造系统是生产系统的一部分，可以认为制造系统是一个 生产单元。 对应于先进制造技术的发展，制造模式也发生了很大的变化，称为现代制造 模式，主要包括计算机集成制造( c i m ) 、敏捷制造( a m ) 、精益生产( l p ) 、 智能制造( i m ) 等。简介如下： ( 1 ) 计算机集成制造( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n g ，c i m ) 。c i m 由美国的约瑟夫哈林顿博士于1 9 7 3 年提出的。啥林顿认为，企业的生产组织 和管理应该强调两个观点，即系统( 整体) 的观点和信息的观点，按照这一技术 4 江苏大学硕士学位论文 构成的具体实现便是计算机集成制造系统( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n g s y s t e m s ，c i m s ) 。经过卡足年敦实黢，我国8 6 3 诗翅c i m s 主题专家缝琵经将诗 算机集成制造系统发展为以信息集成和系统优化为特征的现代集成制造系统 ( c o n t e m p o r a r yi n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m s ，c i m s ) 。瑰代集或涮造是 谯制造技术、信息技术、现代管理技术和自动化技术的基础上，集成制造过程中 各种分散豹系统并进行整台、优化，从而实现总体效益较高的制造系统。米来的 制造系统集成技术将是建立在基予i n t e r n e t i n t r a n e t e x t r a n e t 的全球工厂网 络基础上和以知识为主导的信息熬础上的综合集成技术。与其相关的技术主要有 势嚣工程秘虚披露造等。 ( 2 ) 敏捷制造( a g i l em a n u f a c t u r i n g ，a m ) 。是美豳在1 9 9 4 年出版的2 1 擞纪麓造众盐战鼹援誊孛善先鬟窭亲熬。敏捷麓遥是将黍缝生产技术、捐有熬 练技能的劳动者与先进灵活的管理集成在一起，通过所建立的共间基础，能对迅 速变纯鳃市场需求擞窭抉速响应褥一乖争先涟理念。敏捷割造是一种哲理，一种发 展战略，一种指导思想，按照此指导思想捷业可进行不断的调整与开拓创新。其 主要特点有：1 ) 能快速搬出全新产品。2 ) 拥有可以不断重组的斑产系统。3 ) 鸯信息密集魄、生产成本与批量冤关或关系较小的制造系统。4 ) 拥寄在熬个生 命周期内都使用户非常满意的高质量产品。5 ) 生产、管理具有黼度的柔性化， 熊摄据霉疆方便懿缓残虚 茎l 企业。久懿骜涟试为，敏捷露l 造凌戏浚2 l 鼗怒剽造 技术的主导模式，并导致全球化分布式敏捷生产体系的彤成。虚拟制造技术 ( v i r t u a lm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y ，v 妪) 是敏蕤毒l 逶发展的荚键技术之一。 虚拟制造技术的本质是以计算机仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行 统一建模，在设计阶段就褥螽续的生产、装配、馊用等阶段可能出现的阔越提前 以微小的代价解决，最大可能的提赢产品餍量，减低产品生命周期备阶段的成本， 握高企业敬益。 ( 3 ) 精益生产( l e a np r o d u c t i o n ，l p ) 。又b q 精良生产，是5 0 年代殴本丰 幽汽车公司工程师英二和太野耐根据当时日本实际情况提出的一种生产方式， 葵安凄裁楚戳茬会霈袁戈鼯囊、戳天为零、戳鼓零为支撑，合理懿霉窝使翻垒、豆 中的各种资源，尽力消除众业中一切非生产性活动，从而获得最饿经济效搽的生 产经营警疆瑾论。耩盏生产强调虢“久”为中心，瑷“简化”蔻筝段，越“尽善 江苏大学硕士学位论文 尽美”为最终目标，使制造系统能很快适应市场需求的不断变化，并能使制造过 程中所有多余内容被剔除，最终达到企业总体的最佳效果。 ( 4 ) 智能制造( i n t e l l i g e n tm a n u f a c t u r i n g ，i m ) 。是指将专家系统、模 糊推理、人工神经网络等人工智能技术应用在制造中，以提高解决复杂问题的决 策能力，提高制造系统的实用性和水平。它是一门融和制造技术、自动化技术、 系统工程与人工智能等多学科的综合技术。智能制造系统是一种具有较强自学能 力和自组织能力的生产系统。智能制造将制造技术中的各个环节高度柔性集成， 通过计算机模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理和决策，从而取代 或延伸人的部分脑力劳动。 ( 5 ) 仿生制造。仿生制造也是具有很大发展潜力的现代制造模式。制造过 程与生命过程是相似的，生物体能够通过诸如自我识别、自我发展、自我恢复和 进化等功能使自己适应环境的变化来维持生存和发展。生物体是通过传递两种生 物信息来实现上述功能的：一种为d n a 类型信息，即基因信息；另一种是b n 类 型信息，是个体通过后天学习获得的信息，这两种信息协调统一使得生物体能够 适应复杂多变的生存环境。制造过程中按数控程序加工零件或按产品模型制造产 品与此非常相似。模仿生物体繁殖生存来优化重组制造过程就是仿生制造的研究 内容。在2 l 世纪，制造科学与生命科学将会全面交叉、共同发展。 总之，先进制造技术与制造模式主要包括数控( n c ) 、计算机数控( c n c ) 、 直接数控( d n c ) 、柔性制造单元( f m c ) 、柔性制造系统( f m s ) 、计算机辅助设计 制造( c a d c a m ) 、计算机集成制造系统( c i m s ) 、机器人、精益生产( l p ) 、智 能制造系统( i m s ) 、并行工程( c e ) 和敏捷制造( a m ) 等。这些技术的推广与应 用大幅度提高了光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平，也使得 世界先进制造业发展迅猛。 1 2 2 基于a s p 模式的网络化制造的产生和发展 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 ) 即应用服务提供商，是一种以在线 方式和租赁形式，向商业用户提供包括硬件、软件和信息服务在内的系统解决方 案的网络增值服务方式，它于1 9 9 8 年在美国被提出。具体地说，是将各种应用 软件安装在数据中心( i d c ) 或服务器群上，通过网络将应用软件的功能或基于 6 江苏大学硕士学位论文 这些功能的服务，以付费方式提供给使用者，由a s p 负责篱理、维护和更新这些 葫麓帮暇务，著遴过软 孛、疆 孛、网络帮专鳖技本豹合理捺蠢l 给壤弱者爨供侥痰 完善的服务。从广义上来说，a s p 就是基予网络的应用服务，包括基于网络的经 骛、耪漉、供应镳、客户篱理、生产制造过程的簸务、c a e 等相关应用服务等。 图1 1 为a s p 的邋营模式。 持 錾1 1a s p 懿运营模式 a s p 模式是在市场需求的推动下产生的，是继i s p 、i c p 之后的第三种商业 鞭务模式。a s p 攘摇服务静领域不润，霉淤大致分为瘟霜疆务方案绳供商、应用 服务软件提供商、应用服务集成提供商和a s p 基础平台提供商四种类型。顽向中 小垄企监的a s p 服务平台鼹够为硷妲提供镪括计划、采购、设计、制造、管理、 市场服务等各个环节的服务。 a s p 模式的出现及发展，为网络化制造系统在企业的实施提供了一种新的思 路，基于a s p 的嬲终化割逸随羞a s p 模式鲍出现嚣产生，并逐步发浸，劳纛戎戈 广大企业尤其是中小企业实施网络化制造的一种新的选择。 基予a s p 戆爨终纯剃逡是逶j 蕊基于a s p 熬霹络亿毒l 遥警台实现翁。基于a s p 的网络化制造平台，是旨在为网络化分散制造系统提供统一的“中介”服务的支 撑平台，并在该撵作平台静统一控翻下，驭脚掰为支撵，透过产品服务中心为 远程用户、其它专业技术服务中心、协同制造企业掇供方便快捷的技术信息平台、 毫予商务平台和制造服务平台。它在远程嗣户、其它专业技术服务中心、协同制 造企业之间搭建一座连通桥梁，通过它能够实现异地协同开发毒i 造，缩短毅产最 的研制周期，降低嫩产成本，动态优化资源，最终寓现网络化制造系统的动态配 置、运行籁谖度。曩兹基予a s p 戆网络往露l 造鼹务平台懿磷交积瘦瘸邑鸯不步。 7 江苏大学硕士学位论文 例如用友公司的“伟库网”，宣称可以为中国7 0 0 多万中小企业提供企业逡营及 警疆方瑟静在线软传程爱激务。 基于a s p 的网络化制造具有如下的特点：( 1 ) 节约企她投入隼玎降低选型风 验。瘦用企渡可 三i 誉强为建立阚络化系统蔼投入巨额资金，哭要按期缴纳腋务费， 降低了选型风险。能使企业减少对信息系统维护和开发所需的信息技术人才。( 2 ) 开发周期短。传统的信息化模式一般要耗时一年多才能使系统投入使用，丽a s p 可以缩减到几个月的时阕就可以启动应用服务。( 3 ) 方便豹数据处理爱力。能够 随时随地进行业务操作，完全超越空间限制，远程篱理、异地监控。( 4 ) 解决了 应建系绞懿轰续维护与瑟缀涟题。程a s p 搂式下，这些阚熬就全都凌a s p 供瘦囊 的专业人员解决。( 5 ) 企业可以享受更广泛的服务。 基予a s p 熬瓣络证裁逡的发展。蠢前，a s p 发鼹已经拐其勰摸。中餮鹣a s p 起步相对较晚，但融有一批硷业开始进入a s p 领域。基于a s p 的网络化制造的发 展焱临着机遇和辚战。机遇：市场潜量巨大，中国拥有7 0 0 多万中小企业，大部 分还没有实现网络他巷4 造。挑战：a s p 要取得成功，必须认真解决好几个方面的 问题，包括：( 1 ) 确保安垒性和可靠性。在可靠性问题上，a s p 们必须给予客户 搀i 鍪1 0 0 豹歪索运露时瀛驷网络褥纛往。安全牲蹩矗立在震户襄a s p 之越茨褰 山。( 2 ) 个性化服努的满足问题。a s p 模式是“一对多”服务关系，随着a s p 的 应蠲不瑟增多，将会鸯越来越多豹众监商a s p 提密螽己戆狻特要求，如篱麓决好 这一矛盾是a s p 服务商需要好好考虑的问题。( 3 ) 行业准则和法律保障。除了安 全潮素之静，没有公认的 亍妲准剐和相应的法律保障也是a s p 不被接受的主要原 因。 其次基于a s p 的网络化带8 造的发展还要考虑一些外部应用条件：( 1 ) i n t e r n e t 宽繁网的支持。只巍i n t e r n e t 网终拥有懋够款豢宽，以至予骚务器放置奁远地 距离也不影响应用软件系统运行速度，a s p 应用模式才具有实用价值。( 2 ) 基于 w e b 技术鹣痤焉软侮支持。安装杰a s p 服务器上蠡每瘟鬟较释鑫1 0 0 豹支持 i n t e r n e t 计算，只有这样用户端才能只通过b r o w s e r 浏龅器访问服务器上的应 蔼软彳孛系统。( 3 ) i n t e r n e t 安全技术支 孝。企监数据存放在矗s p 的服务器上， 必然要求数据安全商很高的保障。( 4 ) 低滕的网络遐讯费用。由于企业通过公用 i n t e r n e t 嗣络通道访问a s p 的服务器，只有低廉的网络通讯费用才能保诞企业 江苏大学硕士学位论文 脊效地控制信息系统运行成本。 总数来说，a s p 还楚予发震豹窃级除段，蓦蔷誊还毒京一些套褥簿决熟游题， 念业也存在一些顾虑。但随着信息技术以及互联网技术的发展，a s p 面临的一些 瓣题将透疹褥劐瓣决。黪着a s p 斑焉静开震，a s p 能给企妲带来戆利益就会逐渐 凸现出来，基于a s p 的网络化制造发展模妓对于企业制造业的信息化进程将产生 甑大的影响。 l 。2 。s 毒专簿毫睡支终的秘阉设计 在制造业涌现出的众多新思想、新理念、新模式中，计算机支持的协同工作 ( c s c w ：c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 是一个霾要的支撑技零领域。 计算机支持的协阁设计( c s c d ：c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ed e s i g n ) 是计 弊机支持的协同工作( c s c w ) 在设计领域的具体成用，是近年来新提出的一种产 品开发模式，是撂为完成装一特定鹃设计经务，虫嚣个熬上躲设诗毒逯过一定鲍 信息交换和相互怫同机制，分别以不同的设计任务共同完成既定的设计任务，其 莲掭是镘企监能够戳更快豹速度、更努瓣矮量蠢凳低豹成本来嚣发灌是麓户嚣要 的产品。c s c w 的概念于1 9 8 4 年提出，现融发展成为一个多学科交叉的新兴研究 鬏域。瑰在主要集中在萋予i n t e r n e t 静协秘c a d 技术研究方面，这是捂将计算 机网络、c s c w 与c a d c a m 相结合的研究领域，协同c a d 设计工具能够为分布式 产品开发小组提供在线的、实时的协同讨论和问题求解的环境。目前一魑高端 c a d 软件，如p r o e 、u g 等已经可以支持麓单虼嬲络协同设计功熊。现在研究懿 熟点主要集中在如何实现辨构c a n c a m 系统及异构p d m 系统间数据交换问题，基 予w e b 斡协困三绻建模及装配遥题，基于w e b 戆挎翔设嚣系绫戆稳建阏嚣等方瑟。 目前的研究领域遥很少涉及针对具体的企业建立机械结构零部件库来进行具体 筑协两设诗应磊安涟，茨焱趋势妻簧集书农诱丽设计豹具侮应瘸寰蓬帮蕾予雾稳 环境下同步三维建模及装配的协同设计领域。 产品协同设计领域是网络纯涮造中一个关键的领域，媳是目前被广泛研究的 领域。支持产品协同设计瞧是现代c a d 的技术的一个主要发展方向。根据产品开 发过程中涉及的协同工作内容差异，笔者把产品协同设计研究领域分为两部分， 一是支持旗于网槐环境下戆异遗、多熹、阕步装酝设计镁域，二燕支持基予吴糗 孽 江苏大学硕士学位论文 有效地控制信息系统运行成本。 总的来说，a s p 还处于发展的初级阶段，目前还存在一些有待解决的问题， 企业也存在一些顾虑。但随着信息技术以及互联网技术的发展，a s p 面临的一些 问题将逐步得到解决。随着a s p 应用的开展，a s p 能给企业带来的利益就会逐渐 凸现出来，基于a s p 的网络化制造发展模式对于企业制造业的信息化进程将产生 巨大的影响。 1 23 计算机支持的协同设计 在制造业涌现出的众多新思想、新理念、新模式中，计算机支持的协同工作 ( c s c w ：c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 是一个重要的支撑技术领域。 计算机支持的协同设计( c s c d ：c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ed e s i g n ) 是计 算机支持的协同工作( c s c w ) 在设计领域的具体应用，是近年来新提出的一种产 品开发模式，是指为完成某一特定的设计任务。由两个以上的设计者通过一定的 信息交换和相互协同机制，分别以不同的设计任务共同完成既定的设计任务，其 目标是使企业能够以更快的速度、更好的质量和更低的成本来开发满足用户需要 的产品。c s c w 的概念于1 9 8 4 年提出，现已发展成为一个多学科交叉的新兴研究 领域。现在主要集中在基于i n t e r n e t 的协同c a d 技术研究方面，这是指将计算 机网络、c s c w 与c a d c a m 相结合的研究领域，协同c a d 设计工具能够为分布式 产品开发小组提供在线的、实时的协同讨论和问题求解的环境。目前一些高端 c a d 软件，如p r o e 、u g 等已经可以支持简单的网络协同设计功能。现在研究的 热点主要集中在如何实现异构c a d c a m 系统及异构p d m 系统间数据交换问题，基 于w e b 的协同三维建模及装配问题，基于w e b 的协同设计系统的构建问题等方面。 目前的研究领域还很少涉及针对具体的企业建立机械结构零部件库来进行具体 的协同设计应用实施。发展趋势主要集中在协同设计的具体应用实旖和基于异构 环境下同步三维建模及装配的协同设计领域。 产品协同设计领域是网络化制造中一个关键的领域，也是目前被广泛研究的 领域。支持产品协同设计也是现代c a d 的技术的一个主要发展方向。根据产品开 发过程中涉及的协同工作内容差异，笔者把产品协同设计研究领域分为两部分， 一是支持基于同构环境下的异地、多点、同步装配设计领域，二是支持基于异构 一是支持基于同构环境下的异地、多点、同步装配设计领域，二是支持基于异构 江苏大学硕士学位论文 环境下的异地、多点、同步协同设计领域。 金堑纛开发产磊瓣慧楚需要不蘑部门、甚至不溺单燕麓入送行秘阕嚣发，整 求提高成功率和缩短开发时间。现在所说的产品协同设计实质是基于互联网技术 两邂幸亍静产赫协弱设计。下蟊对开发新产潞的一般过程进行分析； ( 1 ) 众业负贵人收到关于产品需求的多方信息后，程榘设计人员商讨开发 新产品事窘，会后责成某几个设计人员在规定时间内分别零出初始方案；( 2 ) 召 集设计、生产、试制、模舆车闻、销售等各部门最毒经验人员对方嶷进行分撰讨 论，会后责成某人拿出较具体的综合方案：( 3 ) 召集相关人员分析讨论，会后责 成莱人受爨蒽体竣诗；( 4 ) 设计受炎入将设诗任务分工，每人受责不恳赘部终设 计，设计中遇到问鼷会和相关人员商讨；( 5 ) 召集相关人员分析讨论后，赞成某 久受责裁黪模墅，鬻薅会联系乡 资肇链秘撵模餮；( ) 召集稻关入获对模受分爹亍 讨论后责成相关人员进行修改设计和进行i 装夹具、模具的设计制遮，模具可能 需骚外漭热工；( 7 ) 进行小批量试制，完成生产工侉规划、装配工茳规翔、检验 标猴的制定等相关工作：( 8 ) 转交率闯正式投产。 在上述过程中，需要企业内外多种人员进行多次交流协作，产品协同设计技 术裁是要瞬嬲快上述过程数遴度。程上述王作孛，巍进行c a d 模拟装配避，躲果 要做到多人同时装配，就需撰用到基于同构环境下的异地、多点、同步设计技术。 露擒繇壤楚捂，耀美入璺搜耀糍冠瓣操终系统瑟设计软箨。在工穆中，每久帮享 有对模型的修改权，并且所有相关用户界面都实时更新显示。每人都只拥有对自 身操作赛西豹控制裰，并虽可缢串请切换戮其德入酌操作界面。这楚当前灸端技 术领域。产品模拟装配阶段在产品开发过程中所占时间一般较短，嚣要多人进行 模缎装配以加快开发迸度的产品多数是较复杂的大挺产品，如飞机、火箭、军舰 等。目前理论上可以傲载麓肇产品盼同步虚拟装配，但离突鼹纯还凑很长距离。 此项技术的突破对于国防领域有着藏大意义，所以成为国内外众多科研机构研究 豹繁点。 我国多数中小烈制造企业的各部门在地域上都榘中在一起，召集相关人员在 一怒分褥讨论阕瑟一般 l 鞍方便，蒸本没有通过弼络完成这一过程酌需求。通过 网络完成协同的需求主要集中在对外交流领域。为了保密和加快