產品網絡化制造體系研討

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摘要：闡述了網絡化制造新概念，提出了網絡化制造的新方案，關鍵技術是實現網絡化制造的支撐平臺—QX_RIMS網絡化遠程信息協同管理系統，提出了企業網絡化集成模型與實施策略及其相關問題，如CCG三維體元構造切削法建模，數控加工互聯網數據傳送（COM映射），可重構軟件資源。在此基礎上，提出了面向企業制造資源整合與制造設計互聯網聯控協同工作平臺RIC模型。

關鍵詞：互聯網Windows平臺、互聯網聯控互聯網空間站、互聯網映射、互聯網制造、資源重組

一、遠程網絡化制造概念

網絡化制造是網絡經濟的產物，隨著信息技術和計算機網絡技術的發展，世界經濟正經歷著一場深刻的“革命”，這場革命極大地改變著世界經濟面貌，塑造著一種“新世界經濟”，即“網絡經濟”[1]。面對市場機遇，針對市場需要，利用因特網（INTERNET）為標志的信息高速公路，靈活而迅速地組織制造資源，把分散在不同地區的現有生產設備資源、智力資源和各種核心能力，按資源優勢互補的原則，迅速地組合成一種沒有圍墻的、超越空間約束的、網絡遠程控制與連接手段聯系一起，集中管理與使用－－企業網絡中心。制造業遵循著從信息集成走向知識集成，從單一管理到綜合集中管理的新的發展階段。對市場的響應時間將成為21世紀企業贏得競爭優勢的最主要因素。所以，以制造過程的知識融合為基礎、以數字化建模仿真與優化為特征的“數字化制造”正成為制造技術發展的重要領域。

實施網絡化制造技術的行為主體是企業網絡制造業協同平臺的構架，在這構架中實現從全生命周期來思考與模擬企業運作行為的一系列問題，面對市場機遇時的市場分析、資源重組分析、產品設計與制造管理，生產經營狀態分析、企業網（內、外網）組建實施構成的網絡化制造新概念。

網絡化制造的實施技術涵蓋了以下幾方面：組織管理與運營管理技術；資源重組技術；網絡與通訊技術；信息傳輸、處理與轉換技術等，必須建立在以因特網為標志的信息高速公路的基礎上，建立企業制造資源信息網，形成遠程高速信息支持環境。

如果將制造工藝過程中的研究作為微觀過程數字化的范疇，那么生產系統的布局設計與實際企業優化運作可作為宏觀生產過程數字化的領域。數字化制造更重要、更困難的問題是在產品設計、制造活動中在互聯中進行兩個層次的虛擬過程，一是設計階段用戶能夠自由地在任何地方都可以參與建立數字化產品模型，實現遠程交互和沉浸式并行開發的虛擬環境，從而達到設計組人員、管理人員與用戶預先體驗產品性能的目的；二是在制造系統層次上，能夠實現異地遠程控制、遠程仿真，對生產制造過程與性能進行有效而近乎實時的評價。數字化制造過程分析、評估、實時運作和全局控制是當今網絡化制造科技發展和現代企業需求的必然結果。

QX_RIMS網絡化遠程信息協同管理系統，就是實現上述新概念、新思想，朝著網絡化遠程制造這個方向發展，與國際上剛開始發展的研究熱點同步，必將對我國未來制造業發揮巨大的推動作用。

RIC通俗說三個概念：互聯網Windows平臺、互聯網空間站、互聯網遠程聯控。四個方向：遠程通訊接口映射、遠程視頻界面映射、遠程軟件資源、遠程雙向交互協同。屬于國際領先技術，已通過在美國、北京、天津、南京、廈門、廣東的測試，并在港商、臺商等企業應用，在汽車、機床、服裝、珠寶、自行車行業進行應用性驗證，真正實現信息高速、安全方便。

二、遠程網絡化制造集成

企業網絡化集成關鍵是企業資源更新與整合協同工作平臺構架。將企業生產經營活動中所涉及的相關要素（如人力資源、技術資源、設備資源、資金資源、環境資源等）在遠程網絡環境下有機地集成起來，符合企業生產經營活動工作環境，可以利用一切可利用的資源，及時、快速、準確地組織實施決策、市場調查、新產品開發設計與創新、生產、管理、營銷、售前與售后服務等活動，從而極大地提高企業的工作效率、最大限度地降低成本，增強企業爭奪市場機遇，大幅度地提高企業的經濟效益和社會效益。

遠程網絡化集成包括系統服務器集成、企業數據集成（數據中心）、應用程序綜合集成和企業資源集成，通過RIC集成組合構成一個虛擬企業，完成企業活動。

從軟件資源來說，有網絡結構模式：B/S結構、C/S結構；單機結構模式：執行程序、非執行文檔（含圖形文檔）資料。

從操作平臺來說：有Windows操作系統平臺、Linux操作系統平臺、Unix操作系統平臺。

集成的目的：虛擬制造（制造包含：調研、開發、設計、加工、采購、銷售、服務的全過程），只有綜合全面的資源利用，依靠數字建模、仿真技術和虛擬現實技術，不受時間與空間的限制，完成模擬各層次的管理與加工過程，在遠程網絡計算機上將產品“制造”出來，并行地模擬出產品未來制造過程，乃至產品全生命周期的各種活動對產品設計的影響，預測、檢測和評價產品的可制造性等。

QX_RIMS網絡化遠程信息協同工作管理系統創造性完全實現上述功能。

三、遠程網絡化制造的組成

遠程網絡化制造應該具有以下三種能力：

1)QX_RIMS網絡化遠程信息協同工作管理系統——遠程協同交互工作能力（非S/B結構）；

2)圖形工作站/服務器+數據管理中心+互聯網聯控信息中心，組合成虛擬數據化企業——遠程運行、遠程服務（什么地方需要服務，就在什么地方提供服務）能力；構成WAN/VLAN的有線與無線的混合網絡結構。

3)實現企業活動在于用戶需求、計劃、設計、制造、生產、質量、經營等方面，進行實時、高速、跨地區地實現信息存儲、交換和通訊，而且設置方便——高速遠程通訊能力。

為了具備上述三種能力，必須要有一個實現上述功能的遠程協同工作網絡平臺構架RIC和遠程通信技術QCS協議組成。

遠程網絡化制造有以下三種遠程網絡類型，突破傳統的網絡集成框架：

1)一主多從型（離散型）網絡系統：

2)專有技術型（連續型）網絡系統：

3)動態聯盟型（隨機型）網絡系統：

遠程網絡化制造的關鍵技術是同時適應上述三類網絡集成框架，在一個平臺集中完成以下八種基本網絡工作，是一種適應跨越多平臺,多臺服務器機,多域名,多端口優化組合的平臺,突破局部網構架，形成自由網絡構架，能夠機動靈活進行資源整合集中管理的應用模型.在這種平臺下管理企業所有的資源,只要具有權限的合理用戶,可在任何地方只要具備上網條件的情況進行以下工作.

1）企業信息網絡與通訊

2）設計與制造網絡與通訊

3)產品工藝網絡與通訊

4)生產管理網絡與通訊

5)電子商務網絡與通訊

6)電子財務網絡與通訊

7)企業辦公網絡與通訊

8）工程分析與計算網絡與通訊

網絡化制造八種網絡工作都涉及五種關鍵技術：

(1)建模技術：產品模型、工藝模型、工藝仿真、制造數據表和制造規則、生產模型。

(2)仿真技術：構造虛擬環境，包括從宏觀、微觀兩個角度進行生產系統、加工過程和加工單元的仿真，以支持制造全過程。

(3)可制造性評價：基于規則或基于方案，通過工藝模型和生產系統動態模型，應能精確地預測技術可行性、加工成本、工藝質量和生產周期等。

(4)系統集成Web支撐技術：M-OA、office、CAD/CAE/CAPP/PDM/CAM平臺、數據庫、ERP等。

(5)虛擬現實技術：數據資源、軟件技術和虛擬現實協同計算平臺。

這就是說，在QX_RIMS網絡化聯控信息協同工作平臺，能夠整（組）合、管理資源、資源，從而能夠最大利用資源，發揮資源效益，能夠實現最快應用世界上最先進的技術。

四、遠程網絡化制造協同工作平臺構成

整個系統運轉都是處在團隊協作工作環境，所有的活動均可認為：數據的索取、數據加工、數據。

4．1QX_RIMS網絡化遠程信息協同管理系統由四個協同工作模塊：

1、互聯網聯控RIC

2、互聯網Web遠程登錄remote

3、互聯網辦公(互聯網桌面辦公office,互聯網電務辦公OA)

4、互聯網企業文化展示

4．2互聯網聯控RIC資源

由三個部分組成：程序資源管理器、QCS控制器、QCSWebServer。

程序資源管理器：主要作用將分布資源變為集中資源，將過去的資源優化為當今資源，將有限資源變為有效資源。

QCS控制器：對用戶管理、程序管理、資源使用權限管理，系統端口管理、系統授權管理。

QCSWebServer：主要實現遠程連接與控制，服務器腳本文檔連接與應用程序啟動。平臺如下（互聯網上高速運行CAD、CAM、ERP、加工仿真軟件）：

4．3互聯網聯控remote遠程桌面登陸

由三個部分組成：公司服務器遠程維護，RIC資源服務器聯控，目標服務器遠程登陸。

公司服務器遠程遠程維護主要解決遠程維護服務器，RIC資源服務器聯控主要是實現企業內部資源整合、外部資源交流，促進資源效益最大化，目標服務器遠程登陸主要用于局部網計算系統管理。

(1)制造業共享信息可分為三大類：工程類主要為產品設計與制造包括產品信息和工藝信息提供信息服務；管理類主要面向產品管理提供ERP信息服務；市場類主要面向客戶提供電子商務信息服務、產品制造信息。

(2)制造過程網絡化服務。對制造業企業活動來說，主要強調規劃過程、制造過程、管理過程、服務過程。這些“過程活動”就要轉化為“數據信息”，通過網絡交流。集中體現在過程活動信息；跟蹤過程活動信息，加工過程活動信息，交流過程活動信息，共享數字化產品信息，建立一個虛擬產品的“圖書館—集中數據中心”。

五、遠程網絡化制造圖形工作服務

在互聯網上提供圖形工作服務（含：又稱互聯網Windows設計桌面平臺、圖紙存儲服務管理系統，圖紙瀏覽服務系統，圖紙信息管理服務系統，產品自動化加工通訊DNC系統）具備以下效能：

1）具有高速產品造型與制圖CCG，以及具有自動存儲與查詢、獲取、發送PACS功能；

2）具有方便的輔助設計與繪圖工具

3）具有常用標準件、基礎件（模具）輔助繪圖

4）具有CAD/CAM/DNC一體化的集成平臺

5）具有協同作戰的工作環境

5．1CCG切削構造幾何造型：

具有以下造型功能：快速倒角、倒圓；柱錐形體、長方體、球體、園環與彈簧；園孔構型、鉆中心孔；鍵槽構型、環槽構型、退刀槽構型、螺紋構型、切割構型；花鍵構型、齒輪構型；橢圓構型、蝸掄構型。解決80%以上的基本造型的速度。形體越復雜，效果越明顯。

5．2方便的計算機輔助設計（機械設計）

在CAD平臺上，可以邊繪制、邊設計計算，對齒輪、蝸桿、螺栓、彈簧、軸承進行強度、疲勞計算，尺寸公差查詢。

5．3CAD/CAM/DNC一體化的集成平臺

在該造型環境中能夠對產品進行常規工藝、數控工藝規劃、編制，并對工藝進行NC程序仿真模擬，模擬成功可進入實際機床加工模擬（對毛坯、夾具、裝夾方式、刀具、機床參數、切削參數、換刀點。。。。。。），對工藝進行綜合性評估。

5．4協同作戰的工作環境

在RIC服務器啟動遠程監控S，客戶機啟動遠程監控C，在RIC服務器上可以看到各客戶機圖標，只需選擇圖標，就可以觀察對方繪圖，采用網絡電話及可進行消息對話。

五、其他服務

如多媒體教學、遠程監控、廣告制作與服務、人力資源管理、商務管理等等。

參考文獻

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