企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與管理平臺在制造業(yè)中的應(yīng)用_圖文

1、262008年2月中國制造業(yè)信息化第37卷第3期企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與管理平臺在制造業(yè)中的應(yīng)用陶濤, 郭鋼, 李浩(重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院, 重慶400030摘要:闡述了當(dāng)今制造企業(yè)在設(shè)計方面的需求, 并結(jié)合實例簡要敘述了摩托車產(chǎn)品開發(fā)的整個流程, 、技術(shù)協(xié)同方面的功能。關(guān)鍵詞:供應(yīng)鏈; ; 中圖分類號:A文章編號:1672-1616(2008 03-0026-05目前, 我國眾多機(jī)械制造企業(yè)中, 大型企業(yè)約占2%, 中小企業(yè)約占98%。大多數(shù)中小企業(yè)是大型企業(yè)的零部件供應(yīng)商, 在設(shè)計過程中都需要與供應(yīng)鏈的上游主機(jī)廠發(fā)生連接, 進(jìn)行協(xié)同1。新產(chǎn)品立項以后, 整機(jī)廠首先進(jìn)行項目階段規(guī)劃, 編制具體

2、的項目計劃, 然后發(fā)布項目任務(wù), 并向配套廠提供與設(shè)計相關(guān)的技術(shù)文檔, 要求其參照執(zhí)行。此間, 就涉及到了大量的項目協(xié)同、技術(shù)協(xié)同、資源協(xié)同需求。基于互聯(lián)網(wǎng)的“企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與(以下簡稱協(xié)同平臺 采用ASP 應(yīng)用服管理平臺”務(wù)提供商的模式向平臺用戶提供服務(wù)。整機(jī)企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)平臺與配套企業(yè)進(jìn)行項目的異地協(xié)同, 技術(shù)溝通和資源共享, 有效縮短開發(fā)周期, 降低開發(fā)成本, 提高產(chǎn)品的市場競爭力。計的交流主要是以配套原件為基礎(chǔ)進(jìn)行實物裝配, 嚴(yán)重影響產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度, 不僅延長了開發(fā)的時間, 而且增加成本。目前制造產(chǎn)業(yè)正面臨成本優(yōu)勢向技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)型的壓力, 不斷地開發(fā)出技術(shù)含量高、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新

3、產(chǎn)品, 已成為制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的競爭焦點。但是, 眾多龐大的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中, 配套企業(yè)薄弱的自主開發(fā)能力嚴(yán)重制約了整機(jī)廠的發(fā)展速度。面對這樣的形勢, 制造企業(yè)普遍存在以下3個方面的需求。a. 整機(jī)廠與配套廠對協(xié)同設(shè)計的需求。作為整機(jī)廠, 大型龍頭企業(yè)希望自己配套體系的中小企業(yè)能夠具有一定的設(shè)計能力, 減輕整機(jī)廠的設(shè)計負(fù)擔(dān), 使整機(jī)廠的研發(fā)人力資源能專注于高新技術(shù)的研究; 作為配套生產(chǎn)廠的中小企業(yè), 信息化基礎(chǔ)較差, 設(shè)計手段落后, 在與主機(jī)廠進(jìn)行設(shè)計交流時頻繁出現(xiàn)問題, 其可投入信息化建設(shè)的資金、計算機(jī)軟硬件資源和人才資源等嚴(yán)重不足2。因此, 利用支持協(xié)同設(shè)計的服務(wù)平臺來實現(xiàn)與整機(jī)廠的協(xié)作成了中小

4、配套企業(yè)現(xiàn)實的需求。b. 各種信息化軟硬件系統(tǒng)的應(yīng)用支持。提高中小企業(yè)的自主設(shè)計能力水平需要CAD/CAPP/PDM 等信息化軟件的支持。但是, 大多數(shù)中小企業(yè)沒有實力購置這些信息化軟件以及支持這些軟件運行的硬件, 也缺少保證這些軟硬件正常工作所需的技術(shù)和人員。因此, 中小企業(yè)產(chǎn)生1制造業(yè)企業(yè)對協(xié)同平臺的需求分析制造企業(yè)按其規(guī)?？煞譃榇笮推髽I(yè)和中小型企業(yè)。中小型企業(yè)一般資金不雄厚, 人才缺乏, 依賴主機(jī)廠提供相關(guān)的圖紙或?qū)嵨镞M(jìn)行加工, 大多不具備產(chǎn)品研發(fā)能力。在這種情況下, 給大型企業(yè)帶來的問題是, 其主要技術(shù)人員在負(fù)責(zé)進(jìn)行產(chǎn)品關(guān)鍵重要技術(shù)研發(fā)的同時, 還不得不承擔(dān)簡單重復(fù)的設(shè)計工作, 這必然

5、導(dǎo)致沒有足夠的技術(shù)力量投入到高新技術(shù)的研究中去。此外, 整機(jī)廠與配套廠產(chǎn)品設(shè)收稿日期:2007-08-16基金項目:重慶市科技攻關(guān)計劃項目(2006AA2009 ; 重慶市科技攻關(guān)計劃項目(2006AA2022 ; 國家科技支撐計劃項目(2006BAF01A00 ; 國家自然科學(xué)基金資助項目(70472015作者簡介:陶濤(1983- , 男, 重慶人, 重慶大學(xué)碩士研究生, 主要從事產(chǎn)品生命周期管理、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計平臺等方面的研究工作。企業(yè)管理與信息化陶濤郭鋼李浩企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與管理平臺在27了通過協(xié)同平臺獲得各種信息化軟硬件系統(tǒng)應(yīng)用支持的需求。c. 專業(yè)化技術(shù)咨詢和培訓(xùn)服務(wù)。托車企業(yè)

6、的4款新車開發(fā)使用到了此協(xié)同設(shè)計平臺, 并取得了明顯的效果, 大大提高了開發(fā)效率, 縮短了開發(fā)周期 , 降低了開發(fā)成本。技術(shù)和人才是制約中小企業(yè)信息化水平提高的重要因素。中小企業(yè)對實施信息化有很高的積極性, 但許多領(lǐng)導(dǎo)對于各種信息化技術(shù)的真正內(nèi)涵卻知之甚少。為了使信息化的實施工作有計劃有步驟地進(jìn)行, 企業(yè)需要培訓(xùn)從事信息化工作的人才, 而人 才的培訓(xùn)又需要專業(yè)的技術(shù)支持和咨詢服務(wù)。2協(xié)同平臺的功能2. 1客的及時溝通, , 制定產(chǎn)品方案, 再按項目、產(chǎn)品、零部件、數(shù)據(jù)所屬關(guān)系, 向配套廠發(fā)放零部件協(xié)同開發(fā)任務(wù)和相關(guān)數(shù)據(jù), 動態(tài)監(jiān)控配套廠的設(shè)計進(jìn)度和質(zhì)量。對配套廠提交的各種數(shù)據(jù)和文檔, 整機(jī)廠可

7、以及時進(jìn)行評審并返回評審意見。對技術(shù)沖突可采用三維視頻會議, 與配套廠、客戶共享產(chǎn)品三維模型, 實時進(jìn)行技術(shù)交流, 解決技術(shù)沖突, 各方協(xié)商形成的會議記錄通過在線電子簽名并存檔。此外, 協(xié)同平臺運營商針對中小企業(yè)平臺用戶的需求, 提供相應(yīng)的PDM 、CAD 軟件租用服務(wù), 用戶只需交納少量租金即可使用到正版的管理軟件和設(shè)計軟件 , 并能獲得相應(yīng)的技術(shù)支持和咨詢服務(wù)。借助平臺, 整機(jī)廠和配套廠可以尋找到更多的合作伙伴, 在增加更多商業(yè)機(jī)會的同時, 還能夠享受到方便、標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù), 獲得良好的協(xié)同設(shè)計環(huán)境。圖1產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與管理平臺(協(xié)同平臺 功能結(jié)構(gòu)下面, 以重慶某摩托車集團(tuán)公司(以下稱整

8、機(jī)廠 摩托車新車開發(fā)項目為例, 介紹協(xié)同平臺在產(chǎn)品開發(fā)中提供的功能服務(wù)內(nèi)容。3. 1系統(tǒng)登錄安全機(jī)制經(jīng)平臺運營方授權(quán), 整機(jī)廠及其配套廠(分包商 注冊成為平臺合法用戶, 通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄平臺, 每個注冊用戶將獲得一個CA 數(shù)字證書, 該證書包含用戶身份信息及密鑰, 作為用戶訪問和使用平臺的身份證明。數(shù)據(jù)傳遞過程中,CA 服務(wù)器利用用戶出示的數(shù)字證書, 進(jìn)行身份認(rèn)證, 建立SSL (Security Socket Layer 加密安全通道, 確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。平臺還提供數(shù)據(jù)自身加解密技術(shù), 對上傳、下載到平臺的數(shù)據(jù)自動加解密, 從而保證平臺各用戶間的協(xié)同數(shù)據(jù)安全。如圖2所示。2. 2協(xié)同平臺

9、的功能結(jié)構(gòu)協(xié)同平臺具有完整的功能, 為客戶提供了友好優(yōu)質(zhì)的協(xié)同設(shè)計環(huán)境, 完整的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。協(xié)同平臺的功能模塊具有可配置性, 平臺運營商可以根據(jù)客戶的應(yīng)用需求, 按照功能模塊向平臺用戶提供相應(yīng)服務(wù)。3應(yīng)用實例基于上述協(xié)同設(shè)計平臺的功能分析, 重慶某公司開發(fā)了“企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計和管理平臺”(www. dcd -asp. com 。該平臺已經(jīng)廣泛地在電子產(chǎn)品、汽車以及裝備等行業(yè)進(jìn)行試用, 并被重慶摩托車行業(yè)正式推廣使用。重慶已有2家知名摩圖2系統(tǒng)登錄安全驗證282008年2月中國制造業(yè)信息化第37卷第3期3. 2項目協(xié)同協(xié)同平臺項目管理功能模塊能支持和改善所有與產(chǎn)品形成過程有關(guān)人員的協(xié)

10、同工作, 從整體上提高工作效率。項目過程管理包括項目計劃的編制、任務(wù)的分解和分派、項目流程的制定和審批流程的制定、項目進(jìn)度的監(jiān)控和中間任務(wù)數(shù)據(jù)的審核等功能3。整機(jī)廠開發(fā)設(shè)計項目團(tuán)隊的項目負(fù)責(zé)人根據(jù)新產(chǎn)品開發(fā)時間進(jìn)度和總體技術(shù)要求, 創(chuàng)建產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計項目、定義協(xié)同設(shè)計業(yè)務(wù)流程、分解協(xié)同設(shè)計任務(wù)、配置配套商資源、置沖突、 絡(luò)圖、甘特圖 、WBS 任務(wù)樹, 如圖3所示。隨后整機(jī)廠通過平臺向配套商發(fā)布協(xié)同設(shè)計邀請, 配套商接收邀請后, 整機(jī)廠向配套商分派設(shè)計任務(wù), 傳達(dá)技術(shù)要求和時間進(jìn)度計劃要求。至此, 協(xié)同設(shè)計項目準(zhǔn)備就緒。然后, 整機(jī)廠和各個配套商分別按照項目計劃的要求, 啟動各自的設(shè)計任務(wù), 正

11、式開展項目工作。在項目進(jìn)行過程中, 、WBS , 監(jiān)控項目進(jìn), 協(xié)調(diào)項目資源沖, 收發(fā)、評審協(xié)同開發(fā)數(shù)據(jù)和文, 如圖4所示。圖3項目甘特圖圖4任務(wù)執(zhí)行過程監(jiān)控及統(tǒng)計企業(yè)管理與信息化陶濤郭鋼李浩企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與管理平臺在293. 3資源協(xié)同3. 3. 1虛擬零部件庫及供應(yīng)商管理協(xié)同平臺提供了虛擬零部件庫服務(wù), 中間應(yīng)用服務(wù)提供商的服務(wù)器上存儲了眾多摩托車廠家的產(chǎn)品零件圖樣, 擁有相關(guān)權(quán)限的平臺用戶通過訪問該服務(wù)器, 搜索在設(shè)計中所需要的資料, 可以在線使用, 也可以把圖樣文件下載到本地使用。協(xié)同平 臺還為配套企業(yè)提供了展示產(chǎn)品的三維虛擬展廳, 圖文并茂地介紹產(chǎn)品, 包括圖片、三維模型、技術(shù)

12、性能參數(shù)等信息(如圖5所示 , 供整機(jī)廠在制定新產(chǎn)品設(shè)計方案時選用。若發(fā)現(xiàn)有合適的配套企業(yè), 整機(jī)廠就通過平臺與其建立合作關(guān)系, 并隨時在已有配套商、候選配套商中選擇合適的對象加入?yún)f(xié)同設(shè)計項目團(tuán)隊, 確立協(xié)同關(guān)系。此外, 整機(jī)廠借助平臺動態(tài)管理參與協(xié)同設(shè)計的配套商, 對已建立的協(xié)同關(guān)系的配套商, 進(jìn)行協(xié)同設(shè)計歷史的查詢、設(shè)計, 隨時對配套體圖5虛擬零部件庫3. 3. 2數(shù)據(jù)管理與協(xié)同平臺進(jìn)行交換。協(xié)同項目完成后, 平臺可以以XML 、EXCEL 、文檔包等方式將項目計劃、執(zhí)行過程、任務(wù)文檔等進(jìn)行批量導(dǎo)出和下載, 進(jìn)入企業(yè)內(nèi)部PDM 或MS PROJ ECT 系統(tǒng), 進(jìn)行項目數(shù)據(jù)的管理和再現(xiàn)處理

13、4。協(xié)同平臺文檔管理器按項目、產(chǎn)品、BOM 、任務(wù)、零部件、文檔分類等層次構(gòu)建文檔結(jié)構(gòu)樹, 用戶通過各種組合條件(文檔名稱、類型、編碼、格式、狀態(tài)、創(chuàng)建人等 查詢平臺中存儲的文檔, 實現(xiàn)文檔分類管理。整車廠和配套企業(yè)項目團(tuán)隊各個用戶在授權(quán)范圍內(nèi)可以對文檔進(jìn)行瀏覽、上傳、下載和快捷發(fā)放。用于協(xié)同設(shè)計的文檔可保存在平臺上, 也可下載到各用戶自己的服務(wù)器上進(jìn)行管理或備份, 如圖6所示。3. 3. 3系統(tǒng)集成接口3. 4技術(shù)協(xié)同平臺提供三維視頻會議環(huán)境, 滿足項目團(tuán)隊進(jìn)行異地技術(shù)討論和沖突協(xié)商的需求。負(fù)責(zé)人創(chuàng)建會議后, 定義會議時間、內(nèi)容、人員, 以EMA IL 、手機(jī)短信、郵件、平臺消息等多種方式通

14、知配套商或客戶, 各方在公共時間內(nèi)通過平臺提供的工具進(jìn)行在線視頻會議, 實現(xiàn)語音、視頻、文字等信息的實時交互, 三維圖形的實時瀏覽, 設(shè)計方案的在線溝通, 會議記錄人員同步作會議記錄, 會議結(jié)束后, 各方就會議紀(jì)要進(jìn)行確認(rèn)和電子簽名, 并對凍結(jié)版本的協(xié)同平臺提供了與其他信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口, 如與PDM , 各種CAD (U G 、CA TIA 、PRO/E 、AutoCAD/CAXA 等 的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出接口, 確保企業(yè)內(nèi)部PDM 、CAD 系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)能方便地302008年2月中國制造業(yè)信息化第37卷第3期會議記錄進(jìn)行最終的歸檔保存, 以供日后進(jìn)行歷史追溯5。如圖7所示 。圖6文檔與

15、項目任務(wù)的關(guān)聯(lián)、查詢、 顯示圖7協(xié)同會議環(huán)境及會議紀(jì)要提升了制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的綜合競爭力。4結(jié)束語協(xié)同平臺為提升制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力做出了積極貢獻(xiàn)。以往的設(shè)計協(xié)同, 只是單一的數(shù)據(jù)共享, 或者是簡單的網(wǎng)絡(luò)會議, 而協(xié)同設(shè)計平臺的使用, 整合了各方資源, 涉及到了從策劃到供應(yīng)商選擇, 到設(shè)計的整個產(chǎn)品開發(fā)流程, 覆蓋了項目管理、任務(wù)監(jiān)控以及在線技術(shù)交流等方面的功能。對廣大制造業(yè)中小企業(yè)而言, 加快了信息化進(jìn)程, 提升了設(shè)計能力; 同時為產(chǎn)業(yè)鏈上游主機(jī)廠減輕了負(fù)擔(dān), 為資源的優(yōu)化配置提供了前提條件, 從整體上參考文獻(xiàn):1薛梅. ASP 服務(wù)及其在企業(yè)CAD 中的應(yīng)用前景分析J.計算機(jī)輔助設(shè)計與制造,2

16、001(8 :3-5.2嚴(yán)為, 吉曉民, 董仲元. 制造業(yè)信息中ASP 應(yīng)用服務(wù)平臺結(jié)構(gòu)探討J.機(jī)械設(shè)計,2003,20(5 :1-4.3徐藝. 并行設(shè)計信息共享的方法研究J.機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2000(19 :164-166.4劉向鋒. 基于Web 環(huán)境的機(jī)械設(shè)計的異地協(xié)同設(shè)計J.機(jī)械設(shè)計,2002,19(12 :23-25.5顧新建, 陳芨熙. 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計方法的研究J.中國機(jī)械工程,2002(6 :481-483.(下轉(zhuǎn)第35頁 現(xiàn)代設(shè)計與先進(jìn)制造技術(shù) 朱寧峰 李莉敏 邵小委 基于功能流的產(chǎn)品族概念設(shè)計 35 出了基于功能流產(chǎn)品族設(shè)計系統(tǒng)的模型 ,描述了產(chǎn) 品族設(shè)計過程中的功能和功能流

17、。運用產(chǎn)品設(shè)計 過程集成方法 ,建立了基于功能流的產(chǎn)品族設(shè)計過 程集成框架 ,以更好地支持產(chǎn)品族設(shè)計 。重點闡述 了在產(chǎn)品族設(shè)計過程中如何實現(xiàn)從復(fù)雜用戶需求 信息中獲取有效信息 ,并加以功能描述和將獲取的 用戶需求功能轉(zhuǎn)換為設(shè)計人員所認(rèn)知的設(shè)計功能 。 功能結(jié)構(gòu)模型的建立 ,為概念設(shè)計階段從功能到結(jié) 構(gòu)的映射提供了可靠的方法 ,為詳細(xì)設(shè)計階段的物 理模型的建立奠定了基礎(chǔ) 。多功能臺式機(jī)器人的 設(shè)計過程驗證了基于功能流的產(chǎn)品族概念設(shè)計的 可行性 。 參考文獻(xiàn) : 1 . 大規(guī)模定制 但 斌 打造 21 世紀(jì)企業(yè)核心競爭力 M . 北京 : 科學(xué)出版社 ,2004. 2 劉曉冰 ,董建華 , 孫

18、偉 . 面向產(chǎn)品族的建模技術(shù)研究 J . 計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報 ,2001 ,13 (7 :636 - 641. 3 Tomiyama T , Umeda Y. Acad for functional design J . Annal2 soft heCIRP ,1993 ,42 (1 :143 - 146. 4 謝列衛(wèi) ,程耀東 . 集成產(chǎn)品設(shè)計多信息流過程建模研究 J . 圖5 多功能臺式機(jī)器人映射及原理構(gòu)件圖 4 結(jié)束語 本文在分析產(chǎn)品族設(shè)計過程特點的基礎(chǔ)上 ,提 中國機(jī)械工程 ,2000 ,11 (12 :1 370 - 1 373. 集成制造 ,2002 ,8 (4 :289

19、- 293. 5 ,鄧家女是. 基于功能的產(chǎn)品設(shè)計過程研究 J . 計算機(jī) 李 健 The Concept Design Process of Product Family Based on Function Flo w ZHU Ning - feng , L I Li - min , SHAO Xiao - wei ( Shanghai U niversity , Shanghai , 200072 , China Abstract :Based on t he analysis of t he deficiencies of product family ( PF design proce

20、ss and t he characters of sent s t he PF design system model which includes t hree p hases as customer requirement s acquisition , t he PF concept design and detail design. The product design process integrated f rame based on t he f unction flow is set tion of above t heory. oration design platform. As an example , it present s t he flow chart of t he motor bicycles design , illust rates t he collaboration in project , resource and technology. Key words :Supply Chain ; Network Engineering ; Coll