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

　　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,迅速改變著傳統產業和整個經濟的面貌。計算機和通信技術的迅猛發展極大地拓展了制造業的廣度和深度,產生了一批新的制造哲理和制造技術,使制造業正發生著質的飛躍。縱觀制造業信息化進程,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)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、物料管理計劃(MRP)等自動化系統。

　　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,如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/ MRPⅡ,CIMS。

　　過程優化階段。九十年代信息和通信技術在知識經濟發展過程中處于中心地位,企業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,提高產品開發能力;用企業經營過程重構(BPR),將企業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為代表的國際互聯網,正以極快的速度在發展。Internet 在改變信息傳遞方式的同時也改變著企業組織管理方式,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。

　　從制造業信息化進程可看出,隨著信息技術、計算機技術的迅速發展,從知識到應用之間的間隔越來越短,未來的制造業在某種意義上將成為一種信息產業,信息將成為制造業的決定因素,用信息技術促進未來制造的改造已成為時代潮流。21世紀,世界制造業發展的總趨勢是:信息技術在促進制造業發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;聯合和競爭兩位一體,并超出國界,敏捷性成為制造業追求的目標;管理創新對制造業發展的作用日益突出。制造技術繼續圍繞信息化、智能化、精密化、集成化和綠色化方向發展。

　　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,使現代企業呈現集團化、多元化和動態聯盟的發展趨勢:企業跨越不同的地域,產品涉及多個領域。這些企業需要及時了解各地分公司的生產經營狀況,同一企業不同部門、不同地區的員工之間也需要及時共享大量企業信息,企業和用戶之間以及企業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,實現敏捷化制造。企業信息涉及有關產品設計、計劃、生產資源、組織等類型的數據,不僅數據量大,數據類型和結構復雜,而且數據間存在復雜的語義聯系,數據載體也是多介質的。

　　制造業中信息按其需求可分為兩部分:產品制造信息、企業服務信息。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)、企業生產能力信息(主要設備、特殊設備、大型設備)、企業產品開發能力信息等。

　　2.2網絡服務需求

　　對制造業企業來說,網絡應用服務的需求主要集中在以下幾個方面:

　　希望上網發布企業信息,如企業介紹、產品介紹等;

　　能有行業性的專業網站提供行業信息、行業動態等;

　　能在網上了解有關的政策法規,為企業活動提供依據;

　　能在網上跟蹤行業技術信息,為企業開發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;

　　與協作生產企業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”,讓各企業分享,減少巨大的重復性CAD造型工作。

　　制造業信息化建設和研究現狀

　　3.1 信息化現狀

　　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模。企業的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建設也積累了不少經驗,但信息化建設的發展也出現了不平衡,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;

　　眾多傳統的傳媒業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,特別是直接創造財富的制造業企業提供更多更好的服務這一問題。

　　3.2 制造業網絡工程研究現狀

　　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“產品實現過程模型”;“全美工廠網絡(FAN)”建立于1995年,是國家工業數據庫,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據、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“制造系統的敏捷基礎設施網絡AIMSnet”,利用國際互聯網支持和管理敏捷企業的供應鏈;美國通用電器研究和開發部的“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中,獲取設計知識的異地合作。我國企業存在一批可以支持產品開發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外資源能以企業開發某項產品的行為為中心并和企業組織在一起,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[5],[8] 強調生產系統的網絡化。分散網絡化是指將動態的、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進行了聯網合作制造模具的試驗,但這樣的系統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

　　利用互聯網、企業內部網,構建敏捷制造網絡集成平臺,可建立有關企業和高校、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 的制造環境內部網絡化和基于Internet制造業與外界聯系的網絡化,如圖1。

　　4.1基于Intranet的制造環境內部網絡化

　　實現企業中工程設計、管理信息系統等制造過程各子系統的集成,完成企業內部網的

　　圖1制造業信息化網絡工程建議

　　建設,深化應用CAD、CIMS技術,提高企業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網企業與外界信息交流

　　通過Internet網可實現企業與外界的聯系,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節都聯系起來并進行優化,使生產資料以最快的速度,通過生產、分銷環節變成增值的產品,