产品网络化制造体系研讨

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摘要：阐述了网络化制造新概念，提出了网络化制造的新方案，关键技术是实现网络化制造的支撑平台—QX_RIMS网络化远程信息协同管理系统，提出了企业网络化集成模型与实施策略及其相关问题，如CCG三维体元构造切削法建模，数控加工互联网数据传送（COM映射），可重构软件资源。在此基础上，提出了面向企业制造资源整合与制造设计互联网联控协同工作平台RIC模型。

关键词：互联网Windows平台、互联网联控互联网空间站、互联网映射、互联网制造、资源重组

一、远程网络化制造概念

网络化制造是网络经济的产物，随着信息技术和计算机网络技术的发展，世界经济正经历着一场深刻的“革命”，这场革命极大地改变着世界经济面貌，塑造着一种“新世界经济”，即“网络经济”[1]。面对市场机遇，针对市场需要，利用因特网（INTERNET）为标志的信息高速公路，灵活而迅速地组织制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，迅速地组合成一种没有围墙的、超越空间约束的、网络远程控制与连接手段联系一起，集中管理与使用－－企业网络中心。制造业遵循着从信息集成走向知识集成，从单一管理到综合集中管理的新的发展阶段。对市场的响应时间将成为21世纪企业赢得竞争优势的最主要因素。所以，以制造过程的知识融合为基础、以数字化建模仿真与优化为特征的“数字化制造”正成为制造技术发展的重要领域。

实施网络化制造技术的行为主体是企业网络制造业协同平台的构架，在这构架中实现从全生命周期来思考与模拟企业运作行为的一系列问题，面对市场机遇时的市场分析、资源重组分析、产品设计与制造管理，生产经营状态分析、企业网（内、外网）组建实施构成的网络化制造新概念。

网络化制造的实施技术涵盖了以下几方面：组织管理与运营管理技术；资源重组技术；网络与通讯技术；信息传输、处理与转换技术等，必须建立在以因特网为标志的信息高速公路的基础上，建立企业制造资源信息网，形成远程高速信息支持环境。

如果将制造工艺过程中的研究作为微观过程数字化的范畴，那么生产系统的布局设计与实际企业优化运作可作为宏观生产过程数字化的领域。数字化制造更重要、更困难的问题是在产品设计、制造活动中在互联中进行两个层次的虚拟过程，一是设计阶段用户能够自由地在任何地方都可以参与建立数字化产品模型，实现远程交互和沉浸式并行开发的虚拟环境，从而达到设计组人员、管理人员与用户预先体验产品性能的目的；二是在制造系统层次上，能够实现异地远程控制、远程仿真，对生产制造过程与性能进行有效而近乎实时的评价。数字化制造过程分析、评估、实时运作和全局控制是当今网络化制造科技发展和现代企业需求的必然结果。

QX_RIMS网络化远程信息协同管理系统，就是实现上述新概念、新思想，朝着网络化远程制造这个方向发展，与国际上刚开始发展的研究热点同步，必将对我国未来制造业发挥巨大的推动作用。

RIC通俗说三个概念：互联网Windows平台、互联网空间站、互联网远程联控。四个方向：远程通讯接口映射、远程视频界面映射、远程软件资源、远程双向交互协同。属于国际领先技术，已通过在美国、北京、天津、南京、厦门、广东的测试，并在港商、台商等企业应用，在汽车、机床、服装、珠宝、自行车行业进行应用性验证，真正实现信息高速、安全方便。

二、远程网络化制造集成

企业网络化集成关键是企业资源更新与整合协同工作平台构架。将企业生产经营活动中所涉及的相关要素（如人力资源、技术资源、设备资源、资金资源、环境资源等）在远程网络环境下有机地集成起来，符合企业生产经营活动工作环境，可以利用一切可利用的资源，及时、快速、准确地组织实施决策、市场调查、新产品开发设计与创新、生产、管理、营销、售前与售后服务等活动，从而极大地提高企业的工作效率、最大限度地降低成本，增强企业争夺市场机遇，大幅度地提高企业的经济效益和社会效益。

远程网络化集成包括系统服务器集成、企业数据集成（数据中心）、应用程序综合集成和企业资源集成，通过RIC集成组合构成一个虚拟企业，完成企业活动。

从软件资源来说，有网络结构模式：B/S结构、C/S结构；单机结构模式：执行程序、非执行文档（含图形文档）资料。

从操作平台来说：有Windows操作系统平台、Linux操作系统平台、Unix操作系统平台。

集成的目的：虚拟制造（制造包含：调研、开发、设计、加工、采购、销售、服务的全过程），只有综合全面的资源利用，依靠数字建模、仿真技术和虚拟现实技术，不受时间与空间的限制，完成模拟各层次的管理与加工过程，在远程网络计算机上将产品“制造”出来，并行地模拟出产品未来制造过程，乃至产品全生命周期的各种活动对产品设计的影响，预测、检测和评价产品的可制造性等。

QX_RIMS网络化远程信息协同工作管理系统创造性完全实现上述功能。

三、远程网络化制造的组成

远程网络化制造应该具有以下三种能力：

1)QX_RIMS网络化远程信息协同工作管理系统——远程协同交互工作能力（非S/B结构）；

2)图形工作站/服务器+数据管理中心+互联网联控信息中心，组合成虚拟数据化企业——远程运行、远程服务（什么地方需要服务，就在什么地方提供服务）能力；构成WAN/VLAN的有线与无线的混合网络结构。

3)实现企业活动在于用户需求、计划、设计、制造、生产、质量、经营等方面，进行实时、高速、跨地区地实现信息存储、交换和通讯，而且设置方便——高速远程通讯能力。

为了具备上述三种能力，必须要有一个实现上述功能的远程协同工作网络平台构架RIC和远程通信技术QCS协议组成。

远程网络化制造有以下三种远程网络类型，突破传统的网络集成框架：

1)一主多从型（离散型）网络系统：

2)专有技术型（连续型）网络系统：

3)动态联盟型（随机型）网络系统：

远程网络化制造的关键技术是同时适应上述三类网络集成框架，在一个平台集中完成以下八种基本网络工作，是一种适应跨越多平台,多台服务器机,多域名,多端口优化组合的平台,突破局部网构架，形成自由网络构架，能够机动灵活进行资源整合集中管理的应用模型.在这种平台下管理企业所有的资源,只要具有权限的合理用户,可在任何地方只要具备上网条件的情况进行以下工作.

1）企业信息网络与通讯

2）设计与制造网络与通讯

3)产品工艺网络与通讯

4)生产管理网络与通讯

5)电子商务网络与通讯

6)电子财务网络与通讯

7)企业办公网络与通讯

8）工程分析与计算网络与通讯

网络化制造八种网络工作都涉及五种关键技术：

(1)建模技术：产品模型、工艺模型、工艺仿真、制造数据表和制造规则、生产模型。

(2)仿真技术：构造虚拟环境，包括从宏观、微观两个角度进行生产系统、加工过程和加工单元的仿真，以支持制造全过程。

(3)可制造性评价：基于规则或基于方案，通过工艺模型和生产系统动态模型，应能精确地预测技术可行性、加工成本、工艺质量和生产周期等。

(4)系统集成Web支撑技术：M-OA、office、CAD/CAE/CAPP/PDM/CAM平台、数据库、ERP等。

(5)虚拟现实技术：数据资源、软件技术和虚拟现实协同计算平台。

这就是说，在QX_RIMS网络化联控信息协同工作平台，能够整（组）合、管理资源、资源，从而能够最大利用资源，发挥资源效益，能够实现最快应用世界上最先进的技术。

四、远程网络化制造协同工作平台构成

整个系统运转都是处在团队协作工作环境，所有的活动均可认为：数据的索取、数据加工、数据。

4．1QX_RIMS网络化远程信息协同管理系统由四个协同工作模块：

1、互联网联控RIC

2、互联网Web远程登录remote

3、互联网办公(互联网桌面办公office,互联网电务办公OA)

4、互联网企业文化展示

4．2互联网联控RIC资源

由三个部分组成：程序资源管理器、QCS控制器、QCSWebServer。

程序资源管理器：主要作用将分布资源变为集中资源，将过去的资源优化为当今资源，将有限资源变为有效资源。

QCS控制器：对用户管理、程序管理、资源使用权限管理，系统端口管理、系统授权管理。

QCSWebServer：主要实现远程连接与控制，服务器脚本文档连接与应用程序启动。平台如下（互联网上高速运行CAD、CAM、ERP、加工仿真软件）：

4．3互联网联控remote远程桌面登陆

由三个部分组成：公司服务器远程维护，RIC资源服务器联控，目标服务器远程登陆。

公司服务器远程远程维护主要解决远程维护服务器，RIC资源服务器联控主要是实现企业内部资源整合、外部资源交流，促进资源效益最大化，目标服务器远程登陆主要用于局部网计算系统管理。

(1)制造业共享信息可分为三大类：工程类主要为产品设计与制造包括产品信息和工艺信息提供信息服务；管理类主要面向产品管理提供ERP信息服务；市场类主要面向客户提供电子商务信息服务、产品制造信息。

(2)制造过程网络化服务。对制造业企业活动来说，主要强调规划过程、制造过程、管理过程、服务过程。这些“过程活动”就要转化为“数据信息”，通过网络交流。集中体现在过程活动信息；跟踪过程活动信息，加工过程活动信息，交流过程活动信息，共享数字化产品信息，建立一个虚拟产品的“图书馆—集中数据中心”。

五、远程网络化制造图形工作服务

在互联网上提供图形工作服务（含：又称互联网Windows设计桌面平台、图纸存储服务管理系统，图纸浏览服务系统，图纸信息管理服务系统，产品自动化加工通讯DNC系统）具备以下效能：

1）具有高速产品造型与制图CCG，以及具有自动存储与查询、获取、发送PACS功能；

2）具有方便的辅助设计与绘图工具

3）具有常用标准件、基础件（模具）辅助绘图

4）具有CAD/CAM/DNC一体化的集成平台

5）具有协同作战的工作环境

5．1CCG切削构造几何造型：

具有以下造型功能：快速倒角、倒圆；柱锥形体、长方体、球体、园环与弹簧；园孔构型、钻中心孔；键槽构型、环槽构型、退刀槽构型、螺纹构型、切割构型；花键构型、齿轮构型；椭圆构型、蜗抡构型。解决80%以上的基本造型的速度。形体越复杂，效果越明显。

5．2方便的计算机辅助设计（机械设计）

在CAD平台上，可以边绘制、边设计计算，对齿轮、蜗杆、螺栓、弹簧、轴承进行强度、疲劳计算，尺寸公差查询。

5．3CAD/CAM/DNC一体化的集成平台

在该造型环境中能够对产品进行常规工艺、数控工艺规划、编制，并对工艺进行NC程序仿真模拟，模拟成功可进入实际机床加工模拟（对毛坯、夹具、装夹方式、刀具、机床参数、切削参数、换刀点。。。。。。），对工艺进行综合性评估。

5．4协同作战的工作环境

在RIC服务器启动远程监控S，客户机启动远程监控C，在RIC服务器上可以看到各客户机图标，只需选择图标，就可以观察对方绘图，采用网络电话及可进行消息对话。

五、其他服务

如多媒体教学、远程监控、广告制作与服务、人力资源管理、商务管理等等。

参考文献

[1]陶德言．知识经济浪潮．北京:中国城市出版社，1998

[2]杨叔子,吴波等．网络化制造与企业集成.中国机械工程．2000(1-2)：45-48

[3]Camarinha-MatosL.M.,AfsarmaneshH.,C.GaritaandLimaC.Towardsanarchitectureforvirtualenterprises.JournalofIntelligentManufacturing,1998(9):189-199

[4]梅绍祖,吕殿平.电子商务基础.北京:清华大学出版社,2000

[5]DavidKosiur[著].陈曙辉等[译].电子贸易.北京:清华大学出版社,1998

[6]WiglandR.T.ElectronicCommerce:Definition,TheoryandContext.TheInformationSociety.1997(1):1-16

[7]KiddP.T.Agilemanufacturing：Forgingnewfrontiers.Workingham:Addison-WesleyPublishers,1994