面向云制造的网络研究

云制造为我国广大中小企业充分利用和共享社会制造资源,提升企业综合竞争能力提供了重要的支撑手段。然而Internet"端到端尽力服务"的原则和无语义、中心化的Web服务,限制了云制造资源与制造能力的共享和协作。为了解决这一问题,基于覆盖网络和语义Web,提出了一种新的网络体系结构——面向云制造的网络(Cloud ManufacturingOriented Network,CMON),以支持资源高利用率、高敏捷性、高可靠性、高安全性和高可用性的云制造服务环境,为进一步深入、系统地开展云制造的研究、开发、实施和应用奠定了基础。     

An enterprise architecture framework for collaboration of virtual enterprise chains

The competitive power in the dynamically changing business environment has moved from individual enterprises to virtual enterprise chains. The collaboration of enterprises in a virtual enterprise chain requires that all of the enterprise elements should interact efficiently with each other based upon a virtual framework. However, any efficient framework for the collaboration is not introduced yet due to the incompatibility problem which stems from the inherent complexity of diverse enterprise elements. This paper introduces a new framework, the Virtual Enterprise Chain Collaboration Framework (VECCF), to guide enterprises to promote their collaboration efforts by addressing the incompatibility problem of enterprise elements. VECCF focuses on three aspects of enterprise elements which are capturing the different views of the collaboration: business processes, application software, and enabling technologies. In addition, the structure of VECCF conforms to OMG’s metamodel architecture so that the enterprise models can be extended to specific value chains when it is necessary. The enterprise models of a design chain and a supply chain are applied to VECCF and then integrated into a merged value chain to verify the adaptability and the extensibility of the proposed framework.     

基于网格原理的跨企业协同制造平台

为了支持企业间的制造协同,参考网格的运行机制,提出了基于网格的跨企业协同制造平台。该平台包括制造资源管理系统、制造任务建模系统和制造任务管理系统等3个相关的系统和面向网格的协同工具。采用Agent及领域知识模型支持平台的资源管理、任务建模、资源调度、任务分配及制造过程管理等。分散的制造企业可以通过Internet,利用协同制造平台建立全球制造网络,实现对市场的快速和敏捷响应。     

基于Internet的虚拟资源动态集成技术研究

分布式虚拟制造系统必然会遇到应用环境不确定，工具集不确定的问题，为了完成各种虚拟制造任务，需要动态集成分布在在Internet上的各种工具集，为此，提出了虚拟资源动态集成的概念，并将其作为分布式虚拟制造系统的实现模式。通过建立虚拟资源动态集成环境，形成“虚拟资源集市”，支持各种虚拟制造的工具集注册、动态响应、即时组合及协调运地。研究了虚拟资源的信息获取与操作，基于多代理系统的动态集成环境的协调与控制，基于STEP的模型数据转换等关键技术，给出了系统框架及实现模型，它可实现分布在Internet上的各处产品设计，分析，与仿真工具的远程协同，为分布式虚拟制造系统提供支持，满足了广大中小企业对虚拟制造的需求。     

横向型虚拟企业订单分配模型研究

横向型虚拟企业是由多个生产同类产品的企业构成的协作生产联合体,正确合理地在协作企业之间进行订单分配,是提高制造企业敏捷性和竞争力的重要手段。针对这一问题,提出了一种基于生产负荷率准则的订单分配方法,建立了订单均衡分配模型。利用进化规划算法对模型进行了求解,并应用研究实例验证了算法的有效性。研究结果表明,提出的模型与方法是有效的。     

一种基于PLM的支持汽车集团研发协作的架构

为实现汽车集团的产品协同开发,提出了一种基于PLM的企业协同开发框架。该框架是以整车厂为核心,面向整车厂与零部件供应商、设计合作伙伴、异地设计中心等延伸性企业之间不同维度的协同架构。提出了协同能力的概念,并通过协同能力和合作类型对协同级别进行了划分,有效地解决了企业协同过程的复杂性和多样性。最后,基于网络的协同开发平台实现了汽车集团的产品协同开发。     

支持协同制造的制造网格平台研究

为支持虚拟企业间的协同，借鉴网格技术和网络化制造运行机制，讨论了制造网格的定义，提出了制造网格体系结构及制造网格协同制造平台模型。通过采用Globus Tookit3提供的元计算目录服务和各种组件，设计了制造网格资源管理系统，实现了制造资源的封装、发布、搜索、信任评估、优选评估等管理。结合Agent技术开发了制造网格任务管理系统，实现了制造网格制造任务的分解、分配、调度等管理。建立了应用原型，说明了制造网格平台的应用过程。     

Tool deflection error compensation in five-axis ball-end milling of sculptured surface

Manufacturing of aircraft structural parts have the characteristics of complex process, large variety, small batch, and frequent change of production status. In order to shorten lead time and reduce cost, high-efficiency communication and collaboration among manufacturing departments are required. However, in the existing research literature, tool/fixture design, manufacturing simulation, and online machining process monitoring are not fully taken into account for collaboration. In order to address these challenging issues, this paper proposes a collaborative manufacturing framework based on machining features and intelligent software agents. The components of the proposed framework include a machining process planning agent, a numerical control (NC) programming agent, a simulation and verification agent, a tool/fixture design agent, a cost estimation agent, a production management agent, and an online machining process monitoring agent. Machining features are used as information carrier for communication and collaboration among these agents. This paper particularly focuses on the collaboration between tool/fixture design and NC programming, as well as the collaboration between online machining processes and related departments. The proposed approach has been implemented through a prototype system and tested in a large aircraft manufacturing enterprise with some very promising results.     

虚拟企业性能评价指标框架

提出了虚拟企业的性能评价指标框架，涉及投入、产出、柔性和敏捷性4个关键因素：投入评价以虚拟企业生产的产品为中心，分别计算供应商、制造企业和分销商的成本；产出评价包括最终产品和客户服务；柔性评价度量了企业在市场需求量、产品品种、交货日期、新产品开发发生变化时所具有的弹性；敏捷性评价给出了企业状态、敏捷性属性和敏捷性属性组之间的联系，以及企业敏捷性的计算模型。     

基于SOA的协同制造工作流建模方法

针对现代制造业跨平台、跨区域、跨企业的协同需求,提出一种基于SOA的协同制造工作流建模方法。该方法利用面向服务的SOA体系结构框架实现企业的协同工作,同时采用业务流程建模符号BPMN和流程执行语言BPEL4WS构建基于SOA的协同制造业务流程模型。最后结合一个具体应用实例详细说明该工作流建模方法的使用。     

企业制造系统敏捷化技术与可重配置制造的研究

对企业制造系统实施单元化改造 ,符合敏捷制造生产模式下企业的组织建设思想。采用可重配置的设备和单元控制系统 ,可以使制造单元具有敏捷性。提出采用模块化的设备和开放式数控系统 ,实现单元设备的可重配置的策略 ,给出了一种具有可重配置能力的单元控制系统体系结构。分析了可重配置制造这种新的生产制造模式的特点 ,指出了其关键使用技术。     

网格化制造模式中面向联盟协同的安全体系及技术

安全网际协议、安全套接层协议、安全简单对象访问协议和记录级等多层次的安全通信协议及基于公钥基础设施，建立了网格化制造模式下面向联盟协同的安全体系架构。通过基于安全网际协议的虚拟专用网技术、安全的电子商务交易与协作、软件或单据的签名加密、安全电子邮件等实现技术与方法，为联盟企业合作伙伴开展网格化制造模式下的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同提供了全面的安全保障。     

面向网络化制造的中小企业协同管理平台研究

针对网络化制造模式下中小型企业协同管理的需求,并基于企业协同工程和系统工程适用性,提出了一个基于协同管理中心的企业协同管理平台的系统解决方案.该系统覆盖网络化制造协同联盟的设计、制造、组织、资源和过程管理控制等环节中的关键业务,实现组织、产品、过程和资源的协同管理.从网络化制造的特点出发,给出了协同管理的模式、平台系统体系结构、特征和总体技术结构;重点解决了协同规划、协同联盟成员选择与匹配、信息交换、访问控制、协同过程管理控制、系统封装以及通信等方面的问题;最后讨论了所建立的原型系统及其应用实例.     

基于过程管理的协同质量保证技术研究

在综合分析ISO9000质量保证体系结构、系统运行机制和设计特点的基础上，对建立基于过程管理的协同质量保证系统所涉及的关键支撑平台、仿真技术、体系结构和实现方法进行了研究。说明了基于Petri网的质量保证流程在网络化制造中的一般交互过程，在此基础上开发了原型系统。     

A grid-based scheduling system of manufacturing resources for a virtual enterprise

In this paper, a scheduling system of manufacturing resources for a virtual enterprise is built up based on grid technology. The scheduling system is composed of an exterior grid and an interior grid in the architecture, while the scheduling procedure of manufacturing resources in a virtual enterprise consists of two stages – distributed scheduling and local scheduling. The exterior grid is utilized to implement the distributed scheduling and the interior grid is used to accomplish the local scheduling. This paper illustrates the manufacturing system of a virtual enterprise based on an exterior grid and the manufacturing subsystem of a member enterprise based on an interior grid. Subsequently, the scheduling procedure of manufacturing resources within the virtual enterprise is described for a particular example. Finally, a case of collaborative production of a customized artificial joint (CAJ) in a virtual enterprise is applied to demonstrate the implementation of the scheduling system of manufacturing resources for the virtual enterprise. With grid technology, the efficiency of manufacturing resource scheduling in the virtual enterprise has been improved greatly.     

联盟企业敏捷性的向量评估法

在分析动态联盟操作流程的基础上，给出了衡量企业敏捷性的一组评价向量和评价指标，如企业投产／生产时间向量、企业投产／生产费用指标等。这种向量评估方法从一个侧面反映了待选企业的敏捷性，为盟主企业正确地选择联盟伙伴提供了决策依据。     

未来企业的组织形态——动态联盟

动态联盟作为敏捷企业的组织形式是敏捷制造中的核心概念之一。本文主要从企业组织的角度介绍企业的敏捷性、动态联盟和敏捷企业的基本设想、建立原则秘战略、实现动态联盟的途径和技术基础；并探讨在我国实现动态联盟的思路。     

面向互操作的集成化企业建模体系研究

分析了面向互操作的企业建模体系的要求,建立了一个5维的企业参考体系,给出了其组件结构,重点分析了方法论工程组件维、企业工程,及运作组件维和视图维的扩展,突出了企业建模环境、企业工程环境的动态性和不确定性,以及用户对视图维的定制化能力.建立了一个三层视图维结构,依靠基于版本管理机制的核心元模型实现模型的互操作和一致性维护,并设计了其基本类.     

基于同构制造单元的多动态联盟制造模式——东莞地区模具行业敏捷化趋势分析与研究

讨论了模具企业所存在的生产能力与生产任务不匹配的问题。分析了模具企业实施动态联盟的难点。结合东莞地区模具企业数字化、敏捷化趋势，提出了能够有效促进模具制造数字化、敏捷化的基于同构制造单元的多动态联盟制造模式。     

基于语义的虚拟企业制造服务建模技术研究

为了实现协同制造环境下虚拟企业制造服务的自动发现、合成和执行,提出了一种基于语义的制造服务模型,从制造服务的资源构成视图、基本信息视图、功能视图、服务质量视图、访问视图和状态视图对制造服务进行了建模,并采用形式化语言对制造服务模型加以规范化的描述。在此基础上,采用扩展的Web服务本体描述语言对制造服务进行了建模实现。最后,基于网状中心城市区域网络化制造专业平台,开发了面向协同制造的虚拟企业制造服务管理原型系统,并验证了该原型系统的可行性。