网络化制造平台发展现状与技术趋势分析

基金项目： 国家 ８６３ 高技术研究发展计划资助项目（ 编号： ２００３ＡＡ４１４３１０） ； 山东省自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ 编 号 ： Ｙ２００４Ｇ０８） ； 山 东 省 科 技 发 展 计 划资助项目（ 编号： ２００４ＧＧ１１０４０１１）
作者简介： 张淑慧， 硕士研究生， 主要研究方向： 网络化制造。刘士军， 博士研究生， 主要研究方向： 计算机集成制造系统， 人机交互与虚拟现实， ＰＤＭ， 计算机图形学。张磊， 硕士研究生， 主要研究方向： 企业内部的参数化设计和协同设计。林杰， 硕士研究生， 主要研究方向： 高性能 计 算 中 的 作 业 管 理 计 算 、作 业 调 度 。
Ｚｈａｎｇ Ｓｈｕｈｕｉ Ｌｉｕ Ｓｈｉｊｕｎ Ｚｈａｎｇ Ｌｅｉ Ｌｉｎ Ｊ ｉｅ （ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｎａｎ ２５０１００）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｂｅｃｏｍｅｓ ａｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐａｒａｄｉｇｍ ａｎｄ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｍ－ ｕｐ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ， ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ｔｈａｔ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗｉｌｌ ｂｅ ｓｅｒｖｉｃｅ－ ｏｒｉｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｎ ａ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ－ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．
计算机工程与应用 ２００６．０５ １９３
于 ＡＳＰ 模式网络化制造的发展策略［８］。
２．２ 网络化制造的相关技术
国内外专家学者在网络化制造的研究与应用实施中， 研究 开发了多项技术， 主要有：
（ １） 多 Ａｇｅｎｔ 技术 Ａｇｅｎｔ 技术在计算机领域的研究和应用源于 ２０ 世纪 ７０ 年 代美国麻省理工学院研究人员开展的一系列关于分布式人工 智能的研究。多 Ａｇｅｎｔ 系统是指一些 Ａｇｅｎｔ 通过协作完成某些 任务或达到某些目标的计划系统， 即一组 Ａｇｅｎｔ 的松散组合， 这些 Ａｇｅｎｔ 要协 作 解 决 超 过 单 个 能 力 的 问 题 ， 且 Ａｇｅｎｔ 之 间 是 自主、分布运行的， 每个 Ａｇｅｎｔ 之间相互协同与服务， 彼此之间 的目标与行为矛盾和冲突可以通过竞争或磋商等手段协调完 成， 共同完成一个任务［９］。将多 Ａｇｅｎｔ 技术运用到先进制造中， 在 解 决 协 同 设 计 、分 布 式 工 艺 设 计 规 划 、敏 捷 制 造 系 统 重 构 问 题等取得了重要成果。 （ ２） ｅ－ Ｓｅｒｖｉｃｅ 网络化制造集成 ｅ－ Ｓｅｒｖｉｃｅ 平台可定义为： 针对网络化制 造 资 源 地 理 上 的 分 散 性 、构 建 过 程 的 动 态 性 和 制 造 过 程 的 集 成 性 ， 采 用 ＡＳＰ 哲 理 、以 基 于 活 动 的 网 络 化 制 造 流 程 为 导 航 、网 络化制造活动等价为对应的服务活动为前提所开发出来的一 种 在 新 型“客 户／服 务 器 ／数 据 库 ”集 成 架 构 下 的 由 一 组 使 能 工 具 构 成 的 制 造 服 务 和 集 成 支 撑 平 台 。支 持 企 业 间 的 网 络 化 制 造 服 务是其终极目标［１０］。ｅ－ Ｓｅｒｖｉｃｅ 平台提供三种服务功能： 企业自 身 的 网 络 化 制 造 、企 业 联 盟 的 组 建 与 运 作 和 各 类 软 、硬 件 资 源 的封装与服务。 （ ３） ｅ－ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｅ－ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ 可 以 看 成 是 网 络 化 制 造 技 术 与 电 子 商 务 技术的延伸， 是制造业在数字化和网络化环境下， 用电子化的 方 式 、 经 营 、 管 理 等 一 系 列 企 业 活 动 的 运 作 模 式 。 ｅ－ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ 通过其使能工具远程服务体系、电子后勤以及装 备工程支持企业之间的知识联盟， 并使供应链之间的协作也变 得 更 加 紧 密 ［１１］。 另外， 国外已经对网络化制造的使能技术进行了广泛、深 入的研究， 研究范围覆盖了开发设计、管理、制造和维护的产品 全生命周期。许多研究机构在基于 Ｗｅｂ 的协同设计、零件库、 协 同 制 造 、供 应 链 管 理 等 方 面 开 展 了 众 多 研 究 工 作 ， 开 发 了 一 些 软 件 产 品［１２］， 集 成 平 台 技 术 方 面 也 具 有 较 高 的 技 术 水 平 ， 但 大部分产品仅是支持某个局部问 题 的 解 决 方 案 ， 如 ＩＢＭ 公 司 的 Ｐｌａｎｔｗｏｒｋｓ 等是面向车间监控层的平台产品［１３］。 这些技术的研究极大地推动了网络化制造的发展， 也为网 络化制造引导了发展方向。
调 研 主 要 从 网 络 制 造 平 台 所 提 供 的 应 用 功 能 、实 际 运 营 效 果等方面进行了评估， 试图得出国内网络制造系统的整体发展 现状， 并对显现出的发展趋势作总结。
３．２ 评价标准
根据文献［２］一文提到的网络化制造系统应用层的 １０ 个主 要功能对样本平台进行了评估， 包括：
关键词 网络化制造 服务集成 ＡＳＰ 文章编号 １００２－ ８３３１－ （ ２００６） ０５－ ０１９３－ ０４ 文献标识码 Ａ 中图分类号 ＴＰ３９
Ａｃｔｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｐｔｒ ｅｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒ ｋｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ Ｐｌａｔｆｏｒ ｍ
网络化制造平台发展现状与技术趋势分析
张淑慧 刘士军 张 磊 林 杰 （ 山东大学计算机科学与技术学院， 济南 ２５０１００）
Ｅ－ ｍａｉｌ： ｚｓｈ２１３＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
摘 要 网络化制造是在网络经济下发展起来的先进制造模式， 得到了广泛的应用， 论文对现有网络化制造技术进行了 总结， 并通过对国内外网络化制造平台的调研得出网络化制造集成平台面向服务的发展趋向， 在此基础上提出了一种面 向服务的网络制造平台架构。最后， 对网络化制造的发展进行了展望。
３ 调研及结果分析
网络化制造的系统包括两部分， 企业用户和支持它的一个 网 络 化 制 造 集 成 平 台 。网 络 化 制 造 信 息 技 术 的 企 业 间 协 同 支 撑 环 境［１４， １５］， 用 以 实 现 网 络 化 制 造 中 的 服 务 ， 国 内 以 ８６３ 项 目 为 依 托 的 无 锡 市 制 造 业 信 息 化 ＡＳＰ 公共服务平台、关中网络化制造门户网和绍兴轻纺区域网 等受到广泛关注。
售 、采 购 、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 ［２］。
迄今为止， 国内外许多专家、学者、企业应用人员在网络化 制 造 方 面 已 经 开 展 了 大 量 的 研 究 和 应 用 实 践 工 作 ， 德 国 Ｐｒｏ ｄｕｋｔｉｏｎ２０００ 框架方案旨在建立一 个 全 球 化 的 产 品 设 计 与 制 造 资 源 信 息 服 务 网 ； 欧 洲 联 盟 公 布 的 “第 五 框 架 计 划 （ １９９８￣ ２００２） ”已将虚拟网络企业列入研究主体， 其目标是为联盟内各 个 国 家 的 企 业 提 供 资 源 服 务 和 共 享 的 统 一 基 础 平 台［３］， 在 此 基 础上公布的“第六框架计划（ ２００２￣２００６） ”的一个主要目标是进 一步研究利用 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 技术改善联盟内各个分散实体之间的集 成 和 协 作 机 制 ［４］。
（ １） 共享信息平台： 提供企业信息、产品信息和供求信息的 发布机制， 同时提供信息检索、供求配对导航、智能信息代理服 务及各种个性化服务。
（ ２） 敏捷企业协作平台： 提供产品工程图纸和技术资料的 传 送 与 在 线 浏 览 、生 产 任 务 的 异 地 进 度 监 控 与 信 息 管 理 、虚 拟 会议室等功能。
２ 网络化制造发展现状 ２．１ 网络化制造的提出及相关研究
２０ 世纪 ９０ 年代初， 美国里海大学发表报 告《美 国 ２１ 世 纪 制造企业战略》， 提出敏捷制造和虚拟企业的新概念［１］。概念一 经提出立刻得到广泛关注， 相关研究很多， 其中网络化制造模 式 在 企 业 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用 。所 谓 网 络 化 制 造 是 指 通 过 采 用 先 进 的 网 络 技 术 、制 造 技 术 及 其 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
在 这 种 趋 势 下 ， 网 络 化 制 造 的 研 究 、开 发 和 应 用 得 到 了 广 泛的重视， 发展速度非常迅速， 并取得了丰富的成果。同时， 只 有了解网络化制造发展现状， 才能进一步深入研究网络化制造 技术及其趋势问题， 从而为以后开展网络化制造模式及相关理 论方法的研究奠定了理论基础。
国内方面， 华中科技大学的杨叔子院士阐述了网络经济时 代制造环境的变化与特点， 指出了网络化制造模式的必然性， 研 究 基 于 Ａｇｅｎｔ 的 网 络 化 制 造 模 式 及 基 于 利 益 驱 动 的 动 态 重 组 机 制 ［５］。重 庆 大 学 的 刘 飞 教 授 对 网 络 化 制 造 的 定 义 、内 涵 特 征 进行了描述， 并归纳出了支撑网络化制造的技术体系［６］； 浙江大 学的祁国宁和顾新建教授则分析了网络化制造的几种发展途 径并指出了网络化制造模式在 ２１ 世纪制造业中的重要地位［７］； 贵州工业大学的谢庆生教授提 出 了 基 于 ＡＳＰ 模 式 的 网 络 化 制 造系统结构， 并针对我国发展网络化制造的实际着重讨论了基
３．１ 调查样本
我们选择了国内的 ２８ 家在线网络制造平台进行了调查评 估， 其中包括 １０ 家区域性网络制造平台、１２ 家 行 业 性 网 络 制
１９４ ２００６．０５ 计算机工程与应用
造平台以及 ６ 家专业服务制造平台， 其中有一些并没有明确宣 称为网络制造平台， 但其提供的功能可以纳入网络化制造的广 义范畴， 且较具有影响力， 也被选为调查的样本； 所选样本基本 上代表了国内网络制造研究和实践的水平。
Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ， ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ， ＡＳＰ
１ 引言
近年来， 随着经济全球化、信息和服务网络化， 传统的组织 结 构 相 对 固 定 、制 造 资 源 相 对 集 中 、以 区 域 性 经 济 环 境 为 主 导 、 以面向产品为特征的制造模式已与之不相适应， 需要建立一种 市 场 驱 动 的 、具 有 快 速 响 应 机 制 的 制 造 模 式 。
（ ３） 产品协同设计制造系统： 为企业开展异地产品协同设 计 制 造 提 供 支 持 ， 包 括 跨 企 业 产 品 数 据 管 理 、跨 企 业 的 产 品 并 行 设 计 制 造 、产 品 的 虚 拟 设 计 与 制 造 、产 品 研 制 的 项 目 与 过 程 管理和跨企业的产品可视化系统等。