市場(chǎng)的全球化使得企業(yè)之間的競(jìng)爭更加激烈,出現(xiàn)了一系列現(xiàn)代生產(chǎn)模式和制造哲理,要求改變企業(yè)現(xiàn)有的組織結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多種敏捷組織形式,如項(xiàng)目任務(wù)協(xié)同功能工作小組、虛擬集團(tuán)及多種合作組織機(jī)構(gòu),建立起協(xié)同合作為主導(dǎo)的“競(jìng)爭 � 合作 � 協(xié)同”機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,為制造業(yè)中海量信息的處理提供了可能,促進(jìn)了敏捷企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化工程的組建。

　　半個(gè)世紀(jì)以來,特別是近三十年來,信息革命已經(jīng)滲透至各個(gè)經(jīng)濟(jì)部門,迅速改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和整個(gè)經(jīng)濟(jì)的面貌。計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展極大地拓展了制造業(yè)的廣度和深度,產(chǎn)生了一批新的制造哲理和制造技術(shù),使制造業(yè)正發(fā)生著質(zhì)的飛躍。縱觀制造業(yè)信息化進(jìn)程,可將其分為以下幾個(gè)階段:

　　功能自動(dòng)化階段。七十年代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)控制提供了可能,使得以計(jì)算機(jī)為輔助工具的制造自動(dòng)化技術(shù)成為可行,由此出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、物料管理計(jì)劃(MRP)等自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　信息集成階段。八十年代針對(duì)設(shè)計(jì)、加工和管理中存在的自動(dòng)化孤島問題,實(shí)現(xiàn)制造信息的共享和交換,采用計(jì)算機(jī)采集、傳遞、加工處理信息,形成了一系列信息集成系統(tǒng),如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/ MRPⅡ,CIMS。

　　過程優(yōu)化階段。九十年代信息和通信技術(shù)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中處于中心地位,企業(yè)意識(shí)到除了信息集成這一技術(shù)外,還需要對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化。如用并行工程(CE)方法, 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)考慮下游工作中的可制造性、可裝配性等,重組設(shè)計(jì)過程,提高產(chǎn)品開發(fā)能力;用企業(yè)經(jīng)營過程重構(gòu)(BPR),將企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成適應(yīng)全球制造的新模式。

　　敏捷化階段。九五年以后,以Internet為代表的國際互聯(lián)網(wǎng),正以極快的速度在發(fā)展。Internet 在改變信息傳遞方式的同時(shí)也改變著企業(yè)組織管理方式,使以滿足全球化市場(chǎng)用戶需求為核心的快速響應(yīng)制造活動(dòng)成為可能,敏捷制造(AM)、虛擬制造(VM)等新的制造模式應(yīng)運(yùn)而生。

　　從制造業(yè)信息化進(jìn)程可看出,隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,從知識(shí)到應(yīng)用之間的間隔越來越短,未來的制造業(yè)在某種意義上將成為一種信息產(chǎn)業(yè),信息將成為制造業(yè)的決定因素,用信息技術(shù)促進(jìn)未來制造的改造已成為時(shí)代潮流。21世紀(jì),世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)是:信息技術(shù)在促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展過程中的作用仍然是第一位;獨(dú)占性技術(shù)決定了產(chǎn)品的價(jià)值和價(jià)格;聯(lián)合和競(jìng)爭兩位一體,并超出國界,敏捷性成為制造業(yè)追求的目標(biāo);管理創(chuàng)新對(duì)制造業(yè)發(fā)展的作用日益突出。制造技術(shù)繼續(xù)圍繞信息化、智能化、精密化、集成化和綠色化方向發(fā)展。

　　2 敏捷制造信息化需求

　　2.1 信息需求

　　信息革命促使了市場(chǎng)全球化,使現(xiàn)代企業(yè)呈現(xiàn)集團(tuán)化、多元化和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的發(fā)展趨勢(shì):企業(yè)跨越不同的地域,產(chǎn)品涉及多個(gè)領(lǐng)域。這些企業(yè)需要及時(shí)了解各地分公司的生產(chǎn)經(jīng)營狀況,同一企業(yè)不同部門、不同地區(qū)的員工之間也需要及時(shí)共享大量企業(yè)信息,企業(yè)和用戶之間以及企業(yè)與其合作伙伴之間也存在著大量的信息交流。只有了解企業(yè)信息的需求,才能有效管理組織這些信息,選擇合作伙伴,實(shí)現(xiàn)敏捷化制造。企業(yè)信息涉及有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、計(jì)劃、生產(chǎn)資源、組織等類型的數(shù)據(jù),不僅數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且數(shù)據(jù)間存在復(fù)雜的語義聯(lián)系,數(shù)據(jù)載體也是多介質(zhì)的。

　　制造業(yè)中信息按其需求可分為兩部分:產(chǎn)品制造信息、企業(yè)服務(wù)信息。其中產(chǎn)品制造信息包括產(chǎn)品信息和工藝信息。

　　產(chǎn)品信息[1] 包括與產(chǎn)品制造有關(guān)的所有信息,如產(chǎn)品幾何拓?fù)湫畔?3D實(shí)體模型、2D圖紙以及VRML格式圖片等)、加工要求信息、組成產(chǎn)品零件的材料和熱處理信息、裝配要求信息、產(chǎn)品檢驗(yàn)信息、產(chǎn)品功能信息、產(chǎn)品制造成本和制造周期等信息。

　　工藝信息 包括產(chǎn)品制造過程中的各種加工方法及其應(yīng)用范圍、設(shè)計(jì)規(guī)范,用于新產(chǎn)品的加工工藝性和設(shè)計(jì)可行性評(píng)價(jià),提供各種加工手冊(cè)、設(shè)計(jì)手冊(cè)。

　　企業(yè)服務(wù)信息包括產(chǎn)品市場(chǎng)信息(產(chǎn)品基本價(jià)格、批量價(jià)格、價(jià)格的有效期和交貨期)、企業(yè)生產(chǎn)能力信息(主要設(shè)備、特殊設(shè)備、大型設(shè)備)、企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力信息等。

　　2.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求

　　對(duì)制造業(yè)企業(yè)來說,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的需求主要集中在以下幾個(gè)方面:

　　希望上網(wǎng)發(fā)布企業(yè)信息,如企業(yè)介紹、產(chǎn)品介紹等;

　　能有行業(yè)性的專業(yè)網(wǎng)站提供行業(yè)信息、行業(yè)動(dòng)態(tài)等;

　　能在網(wǎng)上了解有關(guān)的政策法規(guī),為企業(yè)活動(dòng)提供依據(jù);

　　能在網(wǎng)上跟蹤行業(yè)技術(shù)信息,為企業(yè)開發(fā)適合市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品;

　　與用戶進(jìn)行網(wǎng)上信息的交流,及時(shí)反饋用戶意見,組織網(wǎng)上用戶的培訓(xùn)與產(chǎn)品使用問題的解決等;

　　與協(xié)作生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)上的信息交流和商務(wù)活動(dòng),提高工作效率;

　　開展網(wǎng)上的商務(wù)活動(dòng),如產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品的虛擬展示等;

　　數(shù)字化產(chǎn)品模型共享,建立一個(gè)虛擬三維產(chǎn)品的“圖書館”,讓各企業(yè)分享,減少巨大的重復(fù)性CAD造型工作。

　　制造業(yè)信息化建設(shè)和研究現(xiàn)狀

　　3.1 信息化現(xiàn)狀

　　目前我國在信息高速公路上投入了大量的建設(shè)資金,全國的信息高速公路網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模。企業(yè)的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建設(shè)也積累了不少經(jīng)驗(yàn),但信息化建設(shè)的發(fā)展也出現(xiàn)了不平衡,如:

　　“信息公路上的車不多”,網(wǎng)上信息量少,內(nèi)容不夠豐富,不能吸引用戶;

　　上網(wǎng)費(fèi)用還太高,不能被廣大用戶所接受;

　　技術(shù)上還較為復(fù)雜,用戶無法自我維護(hù);

　　網(wǎng)上的電子商務(wù)條件還不成熟,無法進(jìn)行網(wǎng)上交易;

　　Internet服務(wù)提供者(ISP)和Internet內(nèi)容提供者(ICP)的服務(wù)質(zhì)量還有待改進(jìn);

　　眾多傳統(tǒng)的傳媒業(yè)正面臨著重新劃分市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭。

　　必須解決如何利用信息網(wǎng)絡(luò)為廣大用戶,特別是直接創(chuàng)造財(cái)富的制造業(yè)企業(yè)提供更多更好的服務(wù)這一問題。

　　3.2 制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程研究現(xiàn)狀

　　國外典型研究有[2~6]:1994年美國能源部提出了“敏捷制造的使能技術(shù)(TEAM)”,TEAM集成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造,建立了一個(gè)“產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程模型”;“全美工廠網(wǎng)絡(luò)(FAN)”建立于1995年,是國家工業(yè)數(shù)據(jù)庫,提供包括生產(chǎn)能力,各種工程服務(wù)項(xiàng)目、產(chǎn)品及其價(jià)格和性能數(shù)據(jù)、銷售和用戶服務(wù)專門服務(wù);1995年洛克海德·馬丁航空公司建立“制造系統(tǒng)的敏捷基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)AIMSnet”,利用國際互聯(lián)網(wǎng)支持和管理敏捷企業(yè)的供應(yīng)鏈;美國通用電器研究和開發(fā)部的“計(jì)算機(jī)輔助制造網(wǎng)絡(luò)(CAMnet)”建立于1996年,它通過Internet網(wǎng)提供多種制造支撐服務(wù),如產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可制造性、加工過程仿真及產(chǎn)品的試驗(yàn)等,使得集成企業(yè)的成員能夠快速連接和共享制造信息。這些網(wǎng)絡(luò)主要為大公司的成員和客戶提供服務(wù)。

　　國內(nèi)的主要研究有:

　　虛擬異地合作設(shè)計(jì)組織[7] 主要強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)中,獲取設(shè)計(jì)知識(shí)的異地合作。我國企業(yè)存在一批可以支持產(chǎn)品開發(fā)中設(shè)計(jì)知識(shí)獲取的資源或潛在資源,要使這些資源以及企業(yè)外資源能以企業(yè)開發(fā)某項(xiàng)產(chǎn)品的行為為中心并和企業(yè)組織在一起,共同為這個(gè)項(xiàng)目的完成進(jìn)行設(shè)計(jì)知識(shí)、特別是新知識(shí)的獲取工作。已有一些異地合作設(shè)計(jì)組織的新概念和關(guān)鍵技術(shù)研究,在實(shí)驗(yàn)室中有一些局部非常初級(jí)的試驗(yàn),如上海交通大學(xué)與上飛廠之間進(jìn)行了異地設(shè)計(jì)的聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn);西安交通大學(xué)、清華大學(xué)與上海交通大學(xué)等高校也在策劃異地合作設(shè)計(jì)網(wǎng),但這些工作仍屬開始階段。

　　分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)[5],[8] 強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。分散網(wǎng)絡(luò)化是指將動(dòng)態(tài)的、沒有固定隸屬關(guān)系的和地理上相隔的集團(tuán),利用信息和通訊技術(shù)把它們加以組織起來進(jìn)行生產(chǎn),快速地以合理的成本將產(chǎn)品從設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)。通過國際互聯(lián)網(wǎng),對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)和工況信息從一個(gè)生產(chǎn)單元傳送到異地的生產(chǎn)單元進(jìn)行測(cè)試。上海先進(jìn)制造技術(shù)中心于1998年提供的上海交通大學(xué)的快速原形制造中心的上網(wǎng)服務(wù),同濟(jì)大學(xué)也與香港某些中小型企業(yè)進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)合作制造模具的試驗(yàn),但這樣的系統(tǒng)還需要有進(jìn)一步的研究和配套措施。

　　4 敏捷制造網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施建議

　　利用互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng),構(gòu)建敏捷制造網(wǎng)絡(luò)集成平臺(tái),可建立有關(guān)企業(yè)和高校、研究所、研究中心等結(jié)合成一體的敏捷制造網(wǎng)絡(luò)體系,實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的信息資源共享和設(shè)計(jì)制造過程的集成;建立以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的,面向廣大中小型企業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)虛擬服務(wù)中心和培訓(xùn)中心,建立網(wǎng)絡(luò)化制造工程,具體實(shí)施包括基于Intranet 的制造環(huán)境內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化和基于Internet制造業(yè)與外界聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)化,如圖1。

　　4.1基于Intranet的制造環(huán)境內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化

　　實(shí)現(xiàn)企業(yè)中工程設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等制造過程各子系統(tǒng)的集成,完成企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的

　　圖1制造業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)工程建議

　　建設(shè),深化應(yīng)用CAD、CIMS技術(shù),提高企業(yè)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持的新型制造模式下的管理水平。

　　4.2基于Internet網(wǎng)企業(yè)與外界信息交流

　　通過Internet網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)企業(yè)與外界的聯(lián)系,其中主要內(nèi)容包括:

　　敏捷供應(yīng)鏈。把生產(chǎn)商、供應(yīng)商、銷售商等在一條鏈路上的所有環(huán)節(jié)都聯(lián)系起來并進(jìn)行優(yōu)化,使生產(chǎn)資料以最快的速度,通過生產(chǎn)、分銷環(huán)節(jié)變成增值的產(chǎn)品,