市場的全球化使得企業(yè)之間的競爭更加激烈,出現(xiàn)了一系列現(xiàn)代生產模式和制造哲理,要求改變企業(yè)現(xiàn)有的組織結構,實現(xiàn)多種敏捷組織形式,如項目任務協(xié)同功能工作小組、虛擬集團及多種合作組織機構,建立起協(xié)同合作為主導的“競爭 � 合作 � 協(xié)同”機制。網絡技術和計算機技術的發(fā)展,為制造業(yè)中海量信息的處理提供了可能,促進了敏捷企業(yè)網絡化工程的組建。

　　半個世紀以來,特別是近三十年來,信息革命已經滲透至各個經濟部門,迅速改變著傳統(tǒng)產業(yè)和整個經濟的面貌。計算機和通信技術的迅猛發(fā)展極大地拓展了制造業(yè)的廣度和深度,產生了一批新的制造哲理和制造技術,使制造業(yè)正發(fā)生著質的飛躍。縱觀制造業(yè)信息化進程,可將其分為以下幾個階段:

　　功能自動化階段。七十年代電子技術和計算機技術的發(fā)展為生產領域的自動控制提供了可能,使得以計算機為輔助工具的制造自動化技術成為可行,由此出現(xiàn)了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、物料管理計劃(MRP)等自動化系統(tǒng)。

　　信息集成階段。八十年代針對設計、加工和管理中存在的自動化孤島問題,實現(xiàn)制造信息的共享和交換,采用計算機采集、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在知識經濟發(fā)展過程中處于中心地位,企業(yè)意識到除了信息集成這一技術外,還需要對生產過程進行優(yōu)化。如用并行工程(CE)方法, 在產品設計時考慮下游工作中的可制造性、可裝配性等,重組設計過程,提高產品開發(fā)能力;用企業(yè)經營過程重構(BPR),將企業(yè)結構調整成適應全球制造的新模式。

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

　　從制造業(yè)信息化進程可看出,隨著信息技術、計算機技術的迅速發(fā)展,從知識到應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業(yè),信息將成為制造業(yè)的決定因素,用信息技術促進未來制造的改造已成為時代潮流。21世紀,世界制造業(yè)發(fā)展的總趨勢是:信息技術在促進制造業(yè)發(fā)展過程中的作用仍然是第一位;獨占性技術決定了產品的價值和價格;聯(lián)合和競爭兩位一體,并超出國界,敏捷性成為制造業(yè)追求的目標;管理創(chuàng)新對制造業(yè)發(fā)展的作用日益突出。制造技術繼續(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全球化,使現(xiàn)代企業(yè)呈現(xiàn)集團化、多元化和動態(tài)聯(lián)盟的發(fā)展趨勢:企業(yè)跨越不同的地域,產品涉及多個領域。這些企業(yè)需要及時了解各地分公司的生產經營狀況,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,實現(xiàn)敏捷化制造。企業(yè)信息涉及有關產品設計、計劃、生產資源、組織等類型的數(shù)據(jù),不僅數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)類型和結構復雜,而且數(shù)據(jù)間存在復雜的語義聯(lián)系,數(shù)據(jù)載體也是多介質的。

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

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

　　工藝信息 包括產品制造過程中的各種加工方法及其應用范圍、設計規(guī)范,用于新產品的加工工藝性和設計可行性評價,提供各種加工手冊、設計手冊。

　　企業(yè)服務信息包括產品市場信息(產品基本價格、批量價格、價格的有效期和交貨期)、企業(yè)生產能力信息(主要設備、特殊設備、大型設備)、企業(yè)產品開發(fā)能力信息等。

　　2.2網絡服務需求

　　對制造業(yè)企業(yè)來說,網絡應用服務的需求主要集中在以下幾個方面:

　　希望上網發(fā)布企業(yè)信息,如企業(yè)介紹、產品介紹等;

　　能有行業(yè)性的專業(yè)網站提供行業(yè)信息、行業(yè)動態(tài)等;

　　能在網上了解有關的政策法規(guī),為企業(yè)活動提供依據(jù);

　　能在網上跟蹤行業(yè)技術信息,為企業(yè)開發(fā)適合市場需求的新產品;

　　與用戶進行網上信息的交流,及時反饋用戶意見,組織網上用戶的培訓與產品使用問題的解決等;

　　與協(xié)作生產企業(yè)進行網上的信息交流和商務活動,提高工作效率;

　　開展網上的商務活動,如產品銷售、產品的虛擬展示等;

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

　　制造業(yè)信息化建設和研究現(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資金,全國的信息高速公路網絡已初具規(guī)模。企業(yè)的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建設也積累了不少經驗,但信息化建設的發(fā)展也出現(xiàn)了不平衡,如:

　　“信息公路上的車不多”,網上信息量少,內容不夠豐富,不能吸引用戶;

　　上網費用還太高,不能被廣大用戶所接受;

　　技術上還較為復雜,用戶無法自我維護;

　　網上的電子商務條件還不成熟,無法進行網上交易;

　　Internet服務提供者(ISP)和Internet內容提供者(ICP)的服務質量還有待改進;

　　眾多傳統(tǒng)的傳媒業(yè)正面臨著重新劃分市場的激烈競爭。

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

　　3.2 制造業(yè)網絡工程研究現(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(TEAM)”,TEAM集成產品的設計和制造,建立了一個“產品實現(xiàn)過程模型”;“全美工廠網絡(FAN)”建立于1995年,是國家工業(yè)數(shù)據(jù)庫,提供包括生產能力,各種工程服務項目、產品及其價格和性能數(shù)據(jù)、銷售和用戶服務專門服務;1995年洛克海德·馬丁航空公司建立“制造系統(tǒng)的敏捷基礎設施網絡AIMSnet”,利用國際互聯(lián)網支持和管理敏捷企業(yè)的供應鏈;美國通用電器研究和開發(fā)部的“計算機輔助制造網絡(CAMnet)”建立于1996年,它通過Internet網提供多種制造支撐服務,如產品設計的可制造性、加工過程仿真及產品的試驗等,使得集成企業(yè)的成員能夠快速連接和共享制造信息。這些網絡主要為大公司的成員和客戶提供服務。

　　國內的主要研究有:

　　虛擬異地合作設計組織[7] 主要強調在產品設計和開發(fā)中,獲取設計知識的異地合作。我國企業(yè)存在一批可以支持產品開發(fā)中設計知識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)某項產品的行為為中心并和企業(yè)組織在一起,共同為這個項目的完成進行設計知識、特別是新知識的獲取工作。已有一些異地合作設計組織的新概念和關鍵技術研究,在實驗室中有一些局部非常初級的試驗,如上海交通大學與上飛廠之間進行了異地設計的聯(lián)網試驗;西安交通大學、清華大學與上海交通大學等高校也在策劃異地合作設計網,但這些工作仍屬開始階段。

　　分散網絡化生產系統(tǒng)[5],[8] 強調生產系統(tǒng)的網絡化。分散網絡化是指將動態(tài)的、沒有固定隸屬關系的和地理上相隔的集團,利用信息和通訊技術把它們加以組織起來進行生產,快速地以合理的成本將產品從設計轉入生產。通過國際互聯(lián)網,對產品設計、工藝、生產和工況信息從一個生產單元傳送到異地的生產單元進行測試。上海先進制造技術中心于1998年提供的上海交通大學的快速原形制造中心的上網服務,同濟大學也與香港某些中小型企業(yè)進行了聯(lián)網合作制造模具的試驗,但這樣的系統(tǒng)還需要有進一步的研究和配套措施。

　　4 敏捷制造網絡工程實施建議

　　利用互聯(lián)網、企業(yè)內部網,構建敏捷制造網絡集成平臺,可建立有關企業(yè)和高校、研究所、研究中心等結合成一體的敏捷制造網絡體系,實現(xiàn)基于網絡的信息資源共享和設計制造過程的集成;建立以網絡為基礎的,面向廣大中小型企業(yè)的先進制造技術虛擬服務中心和培訓中心,建立網絡化制造工程,具體實施包括基于Intranet 的制造環(huán)境內部網絡化和基于Internet制造業(yè)與外界聯(lián)系的網絡化,如圖1。

　　4.1基于Intranet的制造環(huán)境內部網絡化

　　實現(xiàn)企業(yè)中工程設計、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)內部網的

　　圖1制造業(yè)信息化網絡工程建議

　　建設,深化應用CAD、CIMS技術,提高企業(yè)在計算機網絡支持的新型制造模式下的管理水平。

　　4.2基于Internet網企業(yè)與外界信息交流

　　通過Internet網可實現(xiàn)企業(yè)與外界的聯(lián)系,其中主要內容包括:

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