基于Web的異地并行設(shè)計與制造系統(tǒng)研究
關(guān)鍵字 虛擬企業(yè) 并行設(shè)計 產(chǎn)品設(shè)計 合作伙伴選擇 PDM 多代理
中圖分類號:TH 122文獻標識碼:A
0 引言
目前國內(nèi)很多企業(yè)均已引入CAD、CAM、CAE及各種NC機床或加工中心、FMS,對這些“自動化孤島”的集成——系統(tǒng)級集成已有很多的研究。而隨著信息技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)集成的重心已經(jīng)由系統(tǒng)級集成轉(zhuǎn)向企業(yè)級集成[1],異地協(xié)同設(shè)計與制造技術(shù)是企業(yè)級集成——建立虛擬企業(yè)的支撐技術(shù)。因此本文開發(fā)了一個面向機電產(chǎn)品的異地并行設(shè)計與制造系統(tǒng)。系統(tǒng)能達到如下三個設(shè)計目標:
(1)支持虛擬企業(yè)的快速組建、優(yōu)化運行與平穩(wěn)解體。
(2)基于此系統(tǒng)能進行緊密耦合的異地并行設(shè)計,用戶間能無阻滯地交流信息和共享知識。
(3)有效地保護知識產(chǎn)權(quán),系統(tǒng)安全可靠。
1 基于虛擬企業(yè)的機電產(chǎn)品開發(fā)
本文根據(jù)機電產(chǎn)品開發(fā)的特點,將機電產(chǎn)品開發(fā)周期劃分為以下三個階段,如圖1所示。在這過程中先后兩次產(chǎn)生了虛擬企業(yè):面向設(shè)計任務(wù)的虛擬企業(yè)與面向制造任務(wù)的虛擬企業(yè)。每次虛擬企業(yè)的生命周期都可分為市場機遇確認、虛擬企業(yè)組建、運行與解體四個階段[2,3]。
1.1 虛擬企業(yè)組建階段
盟主企業(yè)響應(yīng)某一市場機遇,根據(jù)用戶需求確定產(chǎn)品功能并完成產(chǎn)品的概念設(shè)計[4]。然后對任務(wù)進行估計與初步分解,再通過招標/競標的方式挑選合作伙伴組建虛擬企業(yè)。產(chǎn)品的概念設(shè)計與選擇合作伙伴這兩個關(guān)鍵任務(wù)必須是互相適應(yīng)的。盟主企業(yè)根據(jù)概念設(shè)計的結(jié)果挑選合作伙伴,同時也要根據(jù)候選企業(yè)的實際情況及各種反饋意見來優(yōu)化概念設(shè)計,爭取合作伙伴對此市場機遇的最大認同,成功組建虛擬企業(yè)。這是一個不斷溝通,多次調(diào)整的過程。概念設(shè)計與合作伙伴的選擇必須同時考慮[5],以得到最優(yōu)的產(chǎn)品概念設(shè)計方案和最佳的企業(yè)組合。
1.2 產(chǎn)品異地并行設(shè)計階段
完成虛擬企業(yè)組建后應(yīng)當根據(jù)新情況對概念設(shè)計具體化與優(yōu)化,然后展開設(shè)計。對應(yīng)產(chǎn)品的每一個零/部件都成立一個開發(fā)小組。本文認為機電產(chǎn)品的設(shè)計過程實際上是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的逐層展開與相應(yīng)的開發(fā)小組同步成立的過程,如圖2所示。開發(fā)小組是人員組織的最小單位,由有不同專長的企業(yè)成員組成。開發(fā)小組成員在小組中承擔不同的角色,以完成不同的任務(wù)。一個成員可以在組內(nèi)擔任多個角色,或參加多個開發(fā)小組。通常每個開發(fā)小組設(shè)置四種角色:小組領(lǐng)導(dǎo)、設(shè)計員、審核員與工具分析員(CAE、DFMA等工具的操作者)。如有特殊需要,也可以增減角色(如銷售代表或用戶代表等)。
典型的文檔流程如圖3所示。設(shè)計員將每一階段的設(shè)計成果提交給小組其它成員。審核合格后,設(shè)計成果可在系統(tǒng)的Web服務(wù)器上預(yù)發(fā)布。任務(wù)總負責人和相關(guān)任務(wù)的設(shè)計員、負責人認可后正式發(fā)布。
1.3 網(wǎng)絡(luò)化制造階段
這個階段就是一個面向制造任務(wù)的虛擬企業(yè)的生命周期。與面向設(shè)計任務(wù)的虛擬企業(yè)不同的是:它有明確的依據(jù)(即產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果)來挑選合作伙伴、進行協(xié)同工作。在這個階段中有效的信息交流仍然是主要的問題。制造階段的虛擬企業(yè)包含了原材料供應(yīng)商、零部件加工者及標準件供應(yīng)商、最終產(chǎn)品制造者、銷售商等等,他們的活動的集合構(gòu)成了一條供應(yīng)鏈。敏捷供應(yīng)鏈是支持動態(tài)聯(lián)盟優(yōu)化運行的重要使能技術(shù)。另外,零部件生產(chǎn)和產(chǎn)品的裝配地點分散化,給產(chǎn)品的質(zhì)量保證帶來困難。因此有必要開發(fā)敏捷化供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)與遠程制造質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)尚未開發(fā)完成。
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圖1基于虛擬企業(yè)的機電產(chǎn)品開發(fā)過程 screen.width-400)this.style.width=screen.width-400;"> 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
相對于客戶機/服務(wù)器(C/S)模式而言,瀏覽器/服務(wù)器(B/S)模式有跨平臺、低成本、維護與升級方便、具有良好的開放性與可擴充性等優(yōu)點[6,7],因此本系統(tǒng)采用了三層B/S結(jié)構(gòu)。第一層為Web瀏覽器;第二層(中間層)為各種ActiveX服務(wù)對象組件,為瀏覽器的請求服務(wù);第三層為傳統(tǒng)的服務(wù)資源,如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。該系統(tǒng)的工作過程如下:
首先,任務(wù)發(fā)布者或盟主企業(yè)通過瀏覽系統(tǒng)的Web頁面,登錄系統(tǒng),在信息代理的幫助下,表達、發(fā)布其對產(chǎn)品性能、外觀、功能等的個性化需求信息。信息代理處理此需求信息后,訪問需求信息數(shù)據(jù)庫,生成設(shè)計任務(wù)列表。
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