Web的异地并行设计与制造系统

基于Web的异地并行设计与制造系统研究摘要本文研究了基于虚拟企业进行机电产品协同开发的过程，开发了一个支持虚拟企业组建、运行与解体的异地并行设计与制造系统，介绍了系统的基本框架与实现方法。关键字虚拟企业并行设计产品设计合作伙伴选择PDM多代理ResearchonWeb-basedremoteconcurrentdesignandmanufacturesystemAbstract：Thispaperstudiedtheconcurrentdesignprocessofmechanicalandelectricalproductsinvirtualenterprise,developedaremoteconcurrentdesignandmanufacturesystemsupportingtheformation、operationanddisorganizationofvirtualenterprise,introducedthefundamentalstructureandimplementmethodofthesystem.Keywords：virtualenterprise,concurrentdesign,productdesign;partnerselection,PDM,multi-agent0引言裹目前国内很屿多企业均已著引入凡CAD振、姻CAM钩、溉CAE她及各种存NC沿机床或加工火中心、禾FMS纷，对这些填“床自动化孤岛经”壶的集成停——斗系统级集成延已有很多的乓研究。而随垮着信息技术丰和计算机网浆络技术的发慧展，企业集扔成的重心已退经由系统级国集成转向企湿业级集成倡[扛1]乖，异地协同摩设计与制造鹰技术是企业孙级集成田——惹建立虚拟企顽业的支撑技途术。因此本翠文开发了一略个面向机电高产品的异地医并行设计与符制造系统。它系统能达到印如下三个设愤计目标：夸是（肉1堤）索磁找支持虚拟企凳业的快速组党建、优化运把行与平稳解艳体。武（遣2堆）奔铺雨基于此系统臂能进行紧密辟耦合的异地像并行设计，垦用户间能无虾阻滞地交流跌信息和共享梳知识。英（徐3佩）饺允疤有效地保护留知识产权，贴系统安全可铜靠。尊1柴基于虚拟企芹业的机电产完品开发告本文根据机类电产品开发刻的特点，将恶机电产品开查发周期划分鼠为以下三个摧阶段，如图据1吵所示。在这锁过程中先后签两次产生了谅虚拟企业：莫面向设计任烛务的虚拟企晌业与面向制没造任务的虚斜拟企业。每板次虚拟企业甜的生命周期桂都可分为市漆场机遇确认穿、虚拟企业役组建、运行呼与解体四个坑阶段衰[2,3]托。胆1.1凯虚拟企业组缎建阶段葛激盟主企业响周应某一市场打机遇，根据会用户需求确陵定产品功能鸡并完成产品像的概念设计亦[4]婆。然后对任必务进行估计脱与初步分解城，再通过招诵标声/碑竞标的方式窃挑选合作伙析伴组建虚拟眨企业。产品普的概念设计到与选择合作康伙伴这两个延关键任务必沈须是互相适粒应的。盟主箱企业根据概唐念设计的结庆果挑选合作豆伙伴，同时需也要根据候璃选企业的实辩际情况及各罚种反馈意见挥来优化概念影设计，争取喇合作伙伴对碍此市场机遇要的最大认同杜，成功组建璃虚拟企业。帆这是一个不蠢断沟通，多麻次调整的过蜜程。概念设迈计与合作伙帅伴的选择必指须同时考虑扣[5]味，以得到最棍优的产品概引念设计方案醉和最佳的企呜业组合。狂1.2天产品异地并歌行设计阶段新奸完成虚拟企郊业组建后应锤当根据新情券况对概念设近计具体化与墙优化，然后钞展开设计。泥对应产品的昏每一个零吸/狂部件都成立两一个开发小穗组。本文认励为机电产品次的设计过程颜实际上是产私品结构树的周逐层展开与踪相应的开发扑小组同步成分立的过程，拣如图沫2穷所示。开发她小组是人员锅组织的最小驻单位，由有窗不同专长的刘企业成员组滔成。开发小娘组成员在小晴组中承担不潮同的角色，龄以完成不同轮的任务。一兽个成员可以华在组内担任睛多个角色，隆或参加多个巾开发小组。油通常每个开捏发小组设置露四种角色：酷小组领导、塑设计员、审玻核员与工具拍分析员（涛CAE灌、棒DFMA摄等工具的操述作者）。如哪有特殊需要哗，也可以增庆减角色（如诵销售代表或轨用户代表等仅）。绝典型的文档孙流程如图秘3刮所示。设计匀员将每一阶卧段的设计成美果提交给小排组其它成员饶。审核合格啊后，设计成两果可在系统饼的折Web伍服务器上预恩发布。任务醉总负责人和读相关任务的菌设计员、负蚀责人认可后鸡正式发布。施1.3毫网络化制造稠阶段尼代这个阶段就觉是一个面向温制造任务的纳虚拟企业的羞生命周期。惠与面向设计硬任务的虚拟棕企业不同的耕是：它有明食确的依据（论即产品的设玻计结果）来嘴挑选合作伙械伴、进行协铸同工作。在滑这个阶段中赵有效的信息成交流仍然是兆主要的问题森。制造阶段承的虚拟企业丘包含了原材滋料供应商、掠零部件加工硬者及标准件塑供应商、最墓终产品制造曲者、销售商舅等等，他们略的活动的集高合构成了一冤条供应链。露敏捷供应链眨是支持动态丰联盟优化运开行的重要使岭能技术。另附外，零部件欲生产和产品返的装配地点姥分散化，给粗产品的质量式保证带来困巾难。因此有泽必要开发敏蛛捷化供应链宪管理系统与差远程制造质具量监控系统博。这两个系独统尚未开发迷完成。赔图腿1基于虚拟鼓企业的机电毫产品开发过波程袖2戒系统结构辞职己相对于客户竖机洗/枝服务器（耍C/S承）模式而言披，浏览器区/毙服务器（飘B/S效）模式有跨邮平台、低成责本、维护与欠升级方便、门具有良好的灌开放性与可初扩充性等优填点虾[6,7]别，因此本系石统采用了三固层主B/S早结构。第一机层为贵Web耗浏览器；第俗二层（中间坡层）为各种抢Activ烂eX楼服务对象组哥件，为浏览册器的请求服裁务；第三层责为传统的服车务资源，如朵数据库服务脸器等。该系么统的工作过粉程如下：椅首先，任务衔发布者或盟张主企业通过屯浏览系统的跟Web跨页面，登录洽系统，在信变息代理的帮逐助下，表达缘、发布其对森产品性能、悦外观、功能绸等的个性化迫需求信息。合信息代理处誓理此需求信绿息后，访问拆需求信息数阿据库，生成拼设计任务列心表。漏潜在的合作键伙伴通过浏闪览系统的豆Web嘴页面，登录退系统，在信屯息代理的帮迅助下收集、肺浏览协作需码求信息。组狼建虚拟企业秤后，在协同量设计代理的丸支持下进行划产品的协同杂设计。设计即结果又由信息息代理存到恭数据库服务块器中。卧中国最庞大的下载资料库澡3系统功峡能模块喇在敏捷制造塞环境下，虚幸拟盾企业奸的任务复杂弄多变，信息盆交互频繁，岂数据分散且分多样化，以潮及动态联盟贩的各企业高历度分布自治粗，具有高度面的能动性、盛社会欲性。多代理壳系统是实现做这种大型系障统的最佳软启件模型。因杀此本文在多鬼代理开发平柱台唇Micro腥soft端Agent珍上开发异地淡并行设计与企制造系统。现系统的功能辩模块包括虚楚拟企业组建双、胡PDM额、协作模块晚、架网络身化制造模块朋与安全模块鹿。通过不同芦中介代理对歼客户信息服刃务模块、伙竭伴选择模块亮、项目管理都模块、协作塌模块等功能罗子模块封装裁，分别得到卵信息代理、猾伙伴选择代鹅理、项目代虹理、协作代品理等软件代氏理，代理之砌间可通过永KQML板进行通信，隶构成一个联吩邦层次式多否代理系统。楼虚拟企业的遣组建与运行泻过程就是代县理之间动态塘的相互作用谦过程窜[8]如。鬼3.1蚊虚拟企业腊组建炉虚拟企业组棒建模块负责伏虚拟企业楼“盾顶层桨”疾的管理活动忽，完成虚拟纲企业的丧“肚初始化繁”慌。它包括三云个功能模块脏。追本文提出用梦两次推理分得别实现伙伴脱企业建模与柏辅助伙伴选掘择决策，如漫图逢5骡所示。落狸•龙客户信息服楚务伞茧用户在信息脉代理的帮助道下可以完成借需求信息的视发布与搜集毙工作；复奉•胡伙伴企业建效模聚赞伙伴企业模摆型是虚拟企齐业的局部模攀型，描述的赖是伙伴企业穴参与虚拟企纱业组建的部榆分，可作为讽伙伴企业挑洗选的依据。肆本系统将伙棚伴企业模型榨细分为设备魔子模型、人潜员子模型、灯技术子模型舞与经营状况谊子模型，子阀模型还可以辉进一步细分鸦。系统将存压储于数据库掉中的关于企箩业的原始数绳据作为模糊营推理中的事门实，推理出追企业四个方植面资源的描苹述，建立伙躁伴企业模型简。静•访辅助伙伴选磁择决策轨砌对于不同的少任务，企业隙（潜在的合伍作伙伴）可楼能表现出不买同的整体能余力。首先确桃定伙伴选择任的决策因素乎与权重因子爹，系统自动朽进行推理，罗确定企业对盘于某项任务搞的整体能力郊值，然后可爷根据候选企看业的整体能压力值的大小蒜进行伙伴选办择决策善图5伙伴梁企业建模与提伙伴选择过粪程年3.2姨PDM传系统详PDM赏系统必须满逮足虚拟企业奴的分布、异涝构环境与敏摘捷性的要求泳，因此我们晨将夕PDM堆系统构筑在鹿DCOM尊与税Web壤技术之上。股PDM深系统是异地脉并行设计与溉制造系统的择最重要部分感，它有以下畅子功能模块去：具牧产品配置管演理模块您它的主要功铺能是实现产艺品结构的分冒层次管理，哲能够实现产寿品结构树的韵生成和编辑必，正确、有脏效地维护结事构关系；对真零部件与相漏关文档进行滴配置；输出蜻各种明细表瑞。躲•隐产品结构树泄的生成魄产品结构由煌产品结构树兔来描述，产缩品结构树是食PDM的核烧心。其中根鸣节点代表整蛙个产品，各爪结点分别表庆示部件或组渡件，叶节点昂代表零件。耳系统提供两煤种狱方法关生成产品结纱构树：自顶消向下地新建手产品结构树栏；继承原有泽的产品。惹（1）自顶译向下地新建迫产品结构树召当用户联选择新建产仰品时，系统第弹出新建产条品对话框，狂在对话框中走，用户填入掠新建产品的姐属性：项目谎名称，产品秩名称，产品阶代号等。然爸后在产品结茎构树的根节厕点下用户可婚以选择新建间装配件或零赠件（或继承菌原有的装配滥件或零件）螺，再输入装远配件或零件任的属性，逐徐层展开产品酷结构树。透（2）继承钞原有的产品军有效利吴用合作企业竖已有的设计脊、制造资源茂是虚拟企业纱产品设计过返程的核心厅[5]标汪。如果需要意设计的产品献与以前设计谁过的某种产芹品十分相似嘉，则可以拷忌贝它的产品元结构树，在掠它基础上修鹿改。系统存回储的产品达虚到一定数量小后，按系列妹与型号分类省存放，以便诵于查询。枪在生成产品苗结构树时，筛以上两种方限法可以同时蔑使用。在产哨品结构树生牺成后，用户甩可以对生成肺的产品结构威树进行编辑妈；块•派产品相关文洲档和文件的抄配置每傲个零部件都米有与之相关三的文件，相誓关文件的集挣合叫文档。糠利用尼电子四仓库将数据拐库和文件系遣统连接起来禽，使描述零性部件的文件峰信息与产品辫结构树节点期上的相关零扬部件有机地馆连接在一起膜，实现产品厚数据的组织材、控制和管皱理。尾麦项目管理疾日一个零/部享件设计项目丝对应一个开瞎发小组。系申统要对每个经项目进行全密面的监控与途管理。眯•鲜项目权限赋梯予只适衫用于某个项闻目的权限叫吊项目权限，筛项目权限有弯浏览、修改临、设计、审秧核、批准、俭冻结、删除乞、输出、解打锁、锁定与桃工作流管理彼等。小组内戏不同的角色键拥有不同的红项目权限。背小组角色在奋小组组建时嫌由上一级的炒小组负责人疏决定。林•茄进度管理秤为了敏对项目进展浸情况进行监万控，用有向仍图描述项目光内的子任务北之间的相互菠依赖或并行羽关系，这种蜘关系的描述剪表现了项目辨完成过程中摄子任务求解岩的逻辑结构映，是设计过酿程管理的主斥要依据；休•勉工作流程设降定览届一份文档从现最初设计到概最后入库、容归档，总是疲要经过一定志的流程。为巨了适应设计裕过程的灵活攀性，系统提妹供文档流程筛的定义功能聋。一旦为文歌档指定了特述定的流程，衡文档将按此柴流程自动运锋转，在特定妥的时候转到需特定人手中灶，进行特定广的操作。系喉统提供缺省奸的文档流程捆，如图唐3竹所示。岩兄摧版本管理组姿版本管理模末块完成以下期功能：邀•解版本生成和接更新的尼当一个对象泥经过出库操幕作再进行入冠库操作时，爬用户可以选愁择是形成新患版还是替换凝旧版本。如亭果用户选择民形成新版，际那么系统自插动将该对象斜的序号加严1农，从而形成奇新版。当有花新版存在时着，用户不能第对旧版进行贿操作；如果圣用户选择替哄换旧版本，孔那么系统不匪产生新版，到而是用当前陷对象替换旧偷版本；滥•崭维护版本的叼一致性绵猾当设计者提裳交文档后，盖该文档自动岩进入流程管烛理，此时系唱统自动将该锄文档锁定，启以防止对该游文档的进一稀步修改。如叨果在流程的体某一环节上呜没有通过，椅系统自动将至该文档解锁蛇，并将修改鲜邮件自动发抹给设计人员叮，修改后重吴新提交进入教流程管理，晓全部通过后估发布。当用祝户对某文档后进行出库操自作后，系统砌自动对该文香档进行加锁拖，以防止其蛇它用户修改良该文档，造浆成数据的不师一致性。织肯在撤PDM寒系统的开发亩中采用了以炒下便捷方法亲：袄（1）谅妄瓜利用葛ADO局技术实现梅应用灶与数据源的茶数据存取；铸（2）将谜据利用支FTP暖构件实现检哈入和检出（垦Check愁in/o脚ut永）功能；缩（3）概妖泡利用衫MFC侍的树形控件休（类蝇Ctree联Ctrl构）实现产品锐结构树。咐3.3流协作模块静陈搅如何实现异难地协作是系河统的关键光问题搁。协作的方勉式主要可分皮为异步和同舱步两种。异误步协同是指驶在不同时间央下异地用户夏可以通过服依务器获得的烘协作信息；房同步协同是华指异地用户戏同时进行面水对面的网络笨协作。同步佩协同的信息节交流可不经产过系统的服架务器，可以膏大大减轻系须统的负担，鸭并能提高工眉作效率。含劫透异步协同垦•梦总体方案评距价油锡传统的类DFMA呢工具可以对童产品制造的仇时间、质量呀和成本进行匹评价，而没岸有考虑到知鄙识蓬经济删要求与环境疑影响绳。因此系统干建立总体方远案评价体系踪，评价指标鼠包括知识经允济、环境影躺响、时间、旋质量与成本徐。用户可以黎根据它对总脾体方案进行问全面的评价妹，可作为解拆决设计冲突执的依据，并韵有利于各合篮作成员在完隶成概念设计舟后对产品设排计方案达成岭共识；蜘•眨协作论坛低发布协作成沿员的问题及横建议，讨论拌解决问题的证方案；娘•阳最新进展汤发布成员提舅交的最新设某计成果，提刚供异地异步傻共享；紧•感电子邮件糕帮电子邮件是略典型的异步蜜协同工具。馆系统集成了犹电子邮件功急能，使得系邻统可以自动车地将特定的赤通知发送到目特定的人手词中。比如用番户晓A冷希望每次自蛾己设计的零赖件修改后都透用电子邮件昼通知用户驱B泡，系统可以经自动完成这丸个工作。秀•相批注功能秘熄使用矮OLE勤技术开发了啄一个审阅应饱用软件。通膝过连接哥/叔嵌入的方法从将图形文件房作为显示背沫景显示在审秤阅系统中，未然后通过系坚统提供的圈弟阅工具进行删批注，系统庙自动将评语驰内容其与图形文件各名保存到同嫩一对象中，顾使评语与对令应的零部件尖联系起来，持实现批注功闸能。语胡热同步协同遵犹•擦网络会议隆为方便异地番用户之间的暗讨论，提供额召开网络会烘议的功能，悄包括电子白探板功能；本椒系统采用虚得拟现实交互色技术实现了帆网络会议功崖能。沾•诸约束管理滥鸟冲突是并行简设计过程中疮经常发生的壤一种现象。寨目前菠常见的冲突咐检测及消除桨的方法是约掀束网络及约帮束传播技术模。不同种类洁产品的设计兽往往需要事惩先建立不同惩的、结构庞歼大的约束网厉络做[9]拨，而虚拟企悄业的设计任坏务是多变的沙。为了解决麻这个矛盾，山本系统开发恋了一个智能况约束管理系脏统，系统能兔对新问题辅宏助生成约束浑网络。此系刑统另文详述麦。预3.4停安全模块构若历保证设计成捎果的安全和春协作成员的拴知识产权是尘系统应用的占前提。系统返的安全由多猾项措施保证污。困•翻系统权限赋搅予荣昨适用于整个爆系统的权限饿叫系统权限耕。虏系统权限有彼文件浏览、嗽任务浏览、蹲项目管理、纽人员管理、江数据管理、嫂网络通讯与缸系统监控等病。系统角色枕由系统管理漫员指派，包巨括系统管理悟员、盟主企塌业、合作伙授伴与普通用穷户或特殊设添定的角色。吴不同的系统演角色拥有不工同的系统权高限，一个用慈户可有多种裹角色。蜻•烫访问控制伤辞为每一个资愁源对象建立务一张访问控川制列表，表帖明其对各种苹角色赋予的幻权限。左•语防火墙孩注系统与日INTER体NET串的接口采用柴防火墙系统涂。本系统开挎发的信息代貌理是数据库催（信息）与迁外界进行通刃信的接口，碌也起到了防浮火墙的作用边。膝•贼加密恢苦对路由信息换与用户数据雪都可以采用较加密措施。贼文件在网络菜上传送之前疫用密钥加密沉，使他人无超法涂改和伪骡造数据文件秆。罚彩锈图右6涨系统功能模木块门诵中国最庞大议的下载资料虾库扁链4霸参考底文献扛承1你杨叔子等德.毙网络化制造皱与企业集成腰抢中国饺机械工程,筐2000(贺11)柏：瞒45-48诊扛志2.T绵royJ坏.Stra城der,趋FU-Re锐nLin带,Mic暑hael避J.Sha愚w,In射forma炕tion暂infra贿struc评ture育fore饮lectr抛onic渡virtu触alor逆ganiz孔ation蛮mana恩gemen箭t,De哭cisio志n