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1、2 网络化设计与制造2 . 1 Internet 的魅力及企业Intranet / ExtranetInternet 是在计算机网络的根底上建立起来的,它采用TCP / IP 协议作为共同的通信协议,将世界范围内许许多多计算机网络联结在一起,成为当今最大的与最流行的国际性网络,也被人们称为全球信息资源网。I 以ernet 的主要功用有网络通信、计算机系统远程登录、文件传输、网络信息效劳等。网络的出现,改变了计算机的工作方式,而Internet 的出现,又改变了网络的工作方式。对用户来说,Internet 不仅使他们不再被局限于分散的计算机上,同时也使他们脱离特定网络的约束。任何人只要进人Int
2、ernet ,他就可以利用其中各个网络与各种计算机上难以数计的资源,同世界各地的人们自由通信与交换信息,以及去做通过计算机能做的无论什么事情。Internet 一经出现,在短短几年时间里,就普及美国大陆,并伸延到世界各个角落。利用Internet 技术,可以构建不同的应用。对于Internet 在企业中的应用,可以按照对内与对外分成Intranet 与Extranet 。Intranet 是一个在企业内用Internet 的开放标准建立起来的网络构造,整个构造都会在TCP / IP 上执行。整个企业网络采用HTTP 、FTP 、NNTP 、SMTP 这样一些hiternet 标准的优点首先是跨
3、平台的应用,无论你用PC 、MAC 或UNIX 也好,所有的工作或工具都是基于Web 的,易学易用;而因为所有的工具及应用程序也是用一个Web 浏览器作为工作界面,使用者不用花时间去学或适应各种工具,像无纸办公的梦想也可能因为Intranet 的出现而成真。Extranet 其实是将企业Intranet 接上供给商、效劳商的网络,成为一个大Intranet ,即称为Extranet 。Internet 、Intranet 与Ext 了anet 三者的区别与联系在于:Internet 是根底,是网络根底与包括Intranet 与Extranet 在内的各种应用的集合;Intranet 强调企业内
4、部各部门的联系,业务范围仅限于企业内;Extranet 强调各企业间联系,业务范围包括贸易伙伴、合作对象、零售商、消费者与认证机构。由此可见,Internet 业务范围最大,Extranet 次之,Intranet 最小。2 . 2 组织无时空限制的团队的必然性网络经济时代的到来使Web 技术的应用推广到极致,同时也使根本经济原理得到更直观的表达,即资源配置方式是市场导向的、以效率为核心目标的、并且只有进展合理分工才是提高效率的主要途径。信息在网络经济里传播的本钱越来越低。与此同时,在信息使用总本钱里,网上检索与处理信息的本钱(例如时间所占比重越来越大。我们知道,设计是一个知识密集的过程,网络
5、给我们提供了获得信息的最直捷的途径,但当检索与理解信息的费用超过一定限度时,雇佣“专家就成为合理的选择。也就是说,我们与其在网络世界中自己去搜索信息再理解消化吸收,不如直接通过无处不在的互联网络组织一个各个设计环节的专家团队来完成工程任务.与传统产业里的专家效劳不同的是,网络在原那么上可以在全球范围内集结“专家,而每一个专家由于有更多的时机研究与解决自己领域内的问题,可以变得更加专业化而不至于损失规模经济效益。反映到设计与创新中,它将在不损失广泛性的前提下,提高创新的深度与专业化。同时,随着专业化的深人,专家与普通人之间关于专门知识的信息将越发不对称,需要专门从事将各种专业知识适当整合的工作以
6、满足潜在的群众需求。这样,知识的层次渐渐深化,在最深层的知识到群众需求之间的是一个专家效劳的链条,即“知识价值链。设计是一个系统整合过程,通过网络这一纽带,完成知识与价值的完美结合,即专业化与产品开发的合成。在一个复杂的设计过程中,每一个技术人员不可能成为所有环节的专家,知识链的各个环节的深层专业化的纵向整合,即每一个环节的工作都由这一环节的专家来完成,这些专家在自己的研究领域中所考虑的间题将是最全面最有效的。这种纵向整合方式将大大提高设计中信.息的高度可复用性与系统的鲁棒性,降低了设计的总本钱。综上所述,互联网络的开展使得信息与人才(专家的知识整合扩大到全球范围.在必要的时候,组织无时空限制
7、的设计团队成为可能,而这种开发模式又是网络经济中市场竞争的必然选择。2 .3 网络化设计、网络化制造与网络化效劳设计与产品开发是多学科的穿插性思维碰撞,是知识整合的产物。随着新经济时代的到来,以网络与信息为核心的知识爆炸使知识整合的难度越来越大,并且知识的整合模式也发生了变化,其中有的需要探索新的基于Web 技术的新模式,有的需要对原有的系统构造进展调整,甚至有的需要在新的模式下探索新的技术与集成的可行性。以网络为支撑,建立网络化设计与网络创新平台,实现设计共享,即设计视(如白板共享、知识共享、设计过程协同化、设计一生产一流通协同(工作流、数字化分发、个性化、ERP 、PLM 、客户关系管理、
8、供给链管理等,从而形成闭环.建立电子商务平台,实现真正意义上的新产品开发环境,这将是网络化设计与网络化制造的新模式。网络化设计是产品设计与网络化信息膨胀的必然产物,设计与创新是信息融合的产物,信息量越大,融合中的碰撞就越具有好的结果。网络化设计是以网络技术为核心,对传统产品设计的集成与优化。在此根底上,提供了更好的开放性,以便与网络化制造系统的无缝集成,从而形成“设计一制造一流通的一体化,实现传统产业的电子商务。网络化设计具有如下特点:设计与产品开发的学科交又性,决定了系统的复杂性,实现不同软件与硬件平台的无缝接口是真正实现一体化设计的关键。网络化设计模式的突破正是在于其平台无关性,通过建立基
9、于Web 的设计模型构架,包括通信模型、实体构造模型、知识表示模型、人机协同模型等、实现复杂的建模、设计评价、设计综合、设计协同等。作为实现人性化设计的工具,网络化设计中的人机交互技术将更加重要,只有优化的设计工具才能创造优秀的产品。网络化设计中的人机交互是媒体、通信与设计实践的结合,与传统的人机交互不同,流媒体的特殊性使交互的对象、交互的方式(包括距离、协同等、传播的形式都发生了很大的变化。研究网络化设计中的高可复用性与高效的人机交互,把基于Web 人机交互技术与设计实践相结合,将是网络设计研究的一个重点。设计模型的复杂性,设计过程的知识综合性与流程穿插性决定了必须设计过程中将面对庞大的数据
10、量、数据处理与维护工作。网络化设计模式对于设计过程中的知识综合、流程整合与协同化,通过互联网络环境,实现分布式数据处理。网络化制造将整合产品开发的传统模式,使“设计一制造一流通融入统一的数字化框架中,减少产品的总本钱,相对提高产品的生命周期。集成化网络生产循环是效益本钱关系与网络化技术相结合的产物。通过连接生产循环中的每一个环节,加速信息交换的速度、可信度以及知识的优化,减少设计本钱与缩短设计周期、优化生产资源、提高生产效率。同时把网络化效劳整合人系统中,降低效劳本钱,提高效劳效率。这些充分说明,研究网络化设计与网络化制造的运行模式,使之与网络化效劳相结合,将会在未来的电子商务时代发挥不可替代
11、的作用。2 . 4 网络化设计与网络化制造的关键技术1 .基于Web 的设计基于Web 的设计是一个较为广泛的概念,面向信息与知识驱动是未来产品设计的趋势,科学计算可视化的开展,使现阶段的产品设计已经到达了很高的数字化程度。基于Web 的高效率可视化(可视化数据传输的低带宽占用成为研究方向之一,VRML( Virtual Reality Modeling Language ,虚拟现实造型语言、Java3D 与正在建立的X3D 技术标准正是为满足这一要求而开展起来的。更重要的是,随着在线可视化技术的日臻成熟,可视化与知识系统的信息交换成为产品设计系统的核心,建立基于Web 的3D 数据可视化的知
12、识驱动机制,实现基于知识的可视化设计(包括可视化协同、知识系统可视化接口等是未来网络设计研究的一个重点。2 .网络化设计描述语言网络化设计语言是指建立适合网络运行环境与产品设计要求的系统化描述语言。可以大致分为实体建模描述语言、根本通信原语、协同化对话语言、概念化描述语言、知识可视化语言等。产品设计与网络的结合,使带宽成为3D 设计中大数据量的一个瓶颈。在提高带宽的同时,建立完善的适合网络传输的3D 建模语言,减少数据的传输,提高可视化的速度与交互式访问的可用性是必不可少的。当然,同时要考虑平台独立性等问题。lava3D 、X3D 正是在这一背景下提出与开展起来的。TCP 八P 已经成为公认的
13、网络传输协议,在继承其标准的同时,协同化、知识综合与可视化与概念设计中,需要建立多Agent 系统通信原语与知识表达与3D 可视化的接口,利用UML ( Unified Modeling Language ,统一建模语言把挖掘知识、概念设计与可视化协同融人统一的框架中。3 .在线协同设计模型与在线分布设计环境在线协同设计模型是在前述的网络设计语言根底上构建的网络设计的协同化整体框架。这一框架将实现设计参与性协同、知识构造与知识利用的协同化。在线分布设计环境利用在线协同设计模型,把知识表达、参与性协作与在线3D 可视化相结合,实现可视化协同设计。由于产品设计的学科穿插,需要不同领域的专业知识及专
14、家的参与。网络作为信息传递的媒介,于在线设计中具有十分突出的作用,以实现专家控制与知识价值链的专业化整合.在此根底上,在线决策支持加强对专业化知识的纵向整合,简化专家知识的表达,提高产品设计中专业化知识的可用度。这种决策支持的研究重点不仅包括一般的数据挖掘方法,还有分布式与协同化数据综合与分布可视化问题。4 设计与生产业务流程重组(Business Process Re 一engineering , BPR 设计与生产是产品开发中相对独立又密不可分的两个主要组成局部。由于网络的开展,必须对原有的设计流程重新设计,包括设计环节的重组与增删面向网络的设计环节,建立新的网络化设计流程模型,与生产、流
15、通进展无缝接口。生产过程由于涉及的环节较多,必须对原有业务进展系统化重组。其重组过程将是建立在网络智能根底上的集约化,包括生产过程的智能数据响应、网络的授权与访问控制、产品定制与生产、品质保证等一系列问题。5 .产品模型的人机工程与可制造性评价网络化设计的结果将转移到产品的制造环节,在进展制造前,必须进展充分的测试。人机工程评价是设计循环的最后阶段,同时也是制造循环的开场,它将对产品的可用性进展评价,从而减少产品进人制造循环后修正设计缺陷所带来的损失。6 .产品模型数字化分发与生产数据管理产品模型的数字化已经根本得到解决,但利用模型直接用于加工与模具制造,将需要解决对模型的精度与力学、构造等加
16、工特性进展校验的问题。可加工模型由于较大的数据量与计算密集度,在网络制造中对模型的分布式计算与数字化分发成为研究的核心问题,需要将分布计算环境的并行计算与互联网络计算的带宽占用问题结合起来提高分发速度与平安性。数字化模型的分发必然涉及合理的生产数据管理问题。由于OEM 的普遍性,产品的生命周期与设计、创新、销售、分发、维护等每一个环节相关,PDM 将缩短产品在设计与生产环节的停留时间,相对提高新产品开发的效率。PDM 作为网络化制造的核心,融人从需求收集、概念设计与详细设计、到供给链集成与生产,产品维护的每一环节。其中的关键问题是定义构架,整合数据的流转模型,完善不同的数据接口,为设计与生产中
17、的进一步数据挖掘提供良好的数据与知识表示接口。7 .工作流管理工作流管理与PDM 是产品开发生命周期中的两个组成局部,是从面向任务与面向信息两个不同的角度提出的管理方法。应用工作流管理集成PDM ,是产品开发过程开展的趋势,只有这样才能把数据信息融人到生产的统一流程中,提高生产的效率。工作流管理系统的主要组件是工作流应用规划接口与工作流制定效劳。前者进展工作流、工作流行为与行为资源的标准化;后者包含执行接口与工作流引擎的执行效劳。建立好的工作流管理,就是研究有效的从设计到生产的映射关系,实现产品分目构造(Product Breakdown Strueture , PBS 、装配分目构造( AB
18、S 、作业分目构造(WBs 与工作流模型、工作流制定实例的映射,这是今后工作流与PDM 研究的核心问题。8 .供给链管理与产品生命周期管理供给链管理(Supply Chain Management , SCM 与产品生命周期管理(Product Lifeoycle Management , PLM 作为网络设计与网络制造的纽带,在系统中发挥着不可替代的作用。SCM 与PLM 是网络化效劳的整合,“一对一的定制化效劳通过Internet 实现大规模的定制化生产.SCM 一方面需要建立与优化供给链构造模型,另一方面要研究供给链系统的信息支撑技术,主要包括通过电子数据交换( Electronic Data Interchange , EDI 实现可靠流通,有效减少低效工作与非增值业务,基于CAD / C AE / CAM 的产品设计与生产的物流协同,基于Web 的供给链企业信息组织与集成模式。网络化设计与网络化制造作为网络计算的一种应用模式,在网络开展中有一些共性问题,如平安性、可靠性、速度与可伸缩性等,这些共性问题将不作为网络化设计与网络化制造的核心问题考虑。作者:汽车模具第 9 页