網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)與制造

/2網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)和制造2.1Internet的魅力及企業(yè)Intranet/ExtranetInternet是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來的,它接受TCP/IP協(xié)議作為共同的通信協(xié)議,將世界范圍內(nèi)許許多多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在一起,成為當(dāng)今最大的和最流行的國(guó)際性網(wǎng)絡(luò),也被人們稱為全球信息資源網(wǎng)。I以ernet的主要功用有網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程登錄、文件傳輸、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)等。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),變更了計(jì)算機(jī)的工作方式,而Internet的出現(xiàn),又變更了網(wǎng)絡(luò)的工作方式。對(duì)用戶來說,Internet不僅使他們不再被局限于分散的計(jì)算機(jī)上,同時(shí)也使他們脫離特定網(wǎng)絡(luò)的約束。任何人只要進(jìn)人Internet,他就可以利用其中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)和各種計(jì)算機(jī)上難以數(shù)計(jì)的資源,同世界各地的人們自由通信和交換信息,以及去做通過計(jì)算機(jī)能做的無論什么事情。Internet一經(jīng)出現(xiàn),在短短幾年時(shí)間里,就遍及美國(guó)大陸,并伸延到世界各個(gè)角落。利用Internet技術(shù),可以構(gòu)建不同的應(yīng)用。對(duì)于Internet在企業(yè)中的應(yīng)用,可以依據(jù)對(duì)內(nèi)和對(duì)外分成Intranet和Extranet。Intranet是一個(gè)在企業(yè)內(nèi)用Internet的開放標(biāo)準(zhǔn)建立起來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),整個(gè)結(jié)構(gòu)都會(huì)在TCP/IP上執(zhí)行。整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)接受HTTP、FTP、NNTP、SMTP這樣一些hiternet標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)首先是跨平臺(tái)的應(yīng)用,無論你用PC、MAC或UNIX也好,全部的工作或工具都是基于Web的,易學(xué)易用;而因?yàn)槿康墓ぞ呒皯?yīng)用程序也是用一個(gè)Web閱讀器作為工作界面,運(yùn)用者不用花時(shí)間去學(xué)或適應(yīng)各種工具,像無紙辦公的幻想也可能因?yàn)镮ntranet的出現(xiàn)而成真。Extranet其實(shí)是將企業(yè)Intranet接上供應(yīng)商、服務(wù)商的網(wǎng)絡(luò),成為一個(gè)大Intranet,即稱為Extranet。Internet、Intranet和Ext了anet三者的區(qū)分和聯(lián)系在于:Internet是基礎(chǔ),是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和包括Intranet和Extranet在內(nèi)的各種應(yīng)用的集合;Intranet強(qiáng)調(diào)企業(yè)內(nèi)部各部門的聯(lián)系,業(yè)務(wù)范圍僅限于企業(yè)內(nèi);Extranet強(qiáng)調(diào)各企業(yè)間聯(lián)系,業(yè)務(wù)范圍包括貿(mào)易伙伴、合作對(duì)象、零售商、消費(fèi)者和認(rèn)證機(jī)構(gòu)。由此可見,Internet業(yè)務(wù)范圍最大,Extranet次之,Intranet最小。2.2組織無時(shí)空限制的團(tuán)隊(duì)的必定性網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來使Web技術(shù)的應(yīng)用推廣到極致,同時(shí)也使基本經(jīng)濟(jì)原理得到更直觀的體現(xiàn),即資源配置方式是市場(chǎng)導(dǎo)向的、以效率為核心目標(biāo)的、并且只有進(jìn)行合理分工才是提高效率的主要途徑。信息在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)里傳播的成本越來越低。和此同時(shí),在信息運(yùn)用總成本里,網(wǎng)上檢索和處理信息的成本(例如時(shí)間所占比重越來越大。我們知道,設(shè)計(jì)是一個(gè)學(xué)問密集的過程,網(wǎng)絡(luò)給我們供應(yīng)了獲得信息的最直捷的途徑,但當(dāng)檢索和理解信息的費(fèi)用超過確定限度時(shí),雇傭“專家”就成為合理的選擇。也就是說,我們和其在網(wǎng)絡(luò)世界中自己去搜尋信息再理解消化吸取,不如干脆通過無處不在的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組織一個(gè)各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的專家團(tuán)隊(duì)來完成項(xiàng)目任務(wù).和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)里的專家服務(wù)不同的是,網(wǎng)絡(luò)在原則上可以在全球范圍內(nèi)集結(jié)“專家”,而每一個(gè)專家由于有更多的機(jī)會(huì)探討和解決自己領(lǐng)域內(nèi)的問題,可以變得更加專業(yè)化而不至于損失規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。反映到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新中,它將在不損失廣泛性的前提下,提高創(chuàng)新的深度和專業(yè)化。同時(shí),隨著專業(yè)化的深人,專家和一般人之間關(guān)于特地學(xué)問的信息將更加不對(duì)稱,須要特地從事將各種專業(yè)學(xué)問適當(dāng)整合的工作以滿足潛在的大眾需求。這樣,學(xué)問的層次漸漸深化,在最深層的學(xué)問到大眾需求之間的是一個(gè)專家服務(wù)的鏈條,即“學(xué)問價(jià)值鏈”。設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)整合過程,通過網(wǎng)絡(luò)這一紐帶,完成學(xué)問和價(jià)值的完備結(jié)合,即專業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)的合成。在一個(gè)困難的設(shè)計(jì)過程中,每一個(gè)技術(shù)人員不行能成為全部環(huán)節(jié)的專家,學(xué)問鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)的深層專業(yè)化的縱向整合,即每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作都由這一環(huán)節(jié)的專家來完成,這些專家在自己的探討領(lǐng)域中所考慮的間題將是最全面最有效的。這種縱向整合方式將大大提高設(shè)計(jì)中信.息的高度可復(fù)用性和系統(tǒng)的魯棒性,降低了設(shè)計(jì)的總成本。綜上所述,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得信息和人才(專家的學(xué)問整合擴(kuò)大到全球范圍.在必要的時(shí)候,組織無時(shí)空限制的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成為可能,而這種開發(fā)模式又是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)中市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必定選擇。2.3網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化制造和網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)是多學(xué)科的交叉性思維碰撞,是學(xué)問整合的產(chǎn)物。隨著新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來,以網(wǎng)絡(luò)和信息為核心的學(xué)問爆炸使學(xué)問整合的難度越來越大,并且學(xué)問的整合模式也發(fā)生了變更,其中有的須要探究新的基于Web技術(shù)的新模式,有的須要對(duì)原有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,甚至有的須要在新的模式下探究新的技術(shù)和集成的可行性。以網(wǎng)絡(luò)為支撐,建立網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新平臺(tái),實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)共享,即設(shè)計(jì)視(如白板共享、學(xué)問共享、設(shè)計(jì)過程協(xié)同化、設(shè)計(jì)一生產(chǎn)一流通協(xié)同(工作流、數(shù)字化分發(fā)、特性化、ERP、PLM、客戶關(guān)系管理、供應(yīng)鏈管理等,從而形成閉環(huán).建立電子商務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)真正意義上的新產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境,這將是網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)化制造的新模式。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)化信息膨脹的必定產(chǎn)物,設(shè)計(jì)和創(chuàng)新是信息融合的產(chǎn)物,信息量越大,融合中的碰撞就越具有好的結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心,對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的集成和優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,供應(yīng)了更好的開放性,以便和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的無縫集成,從而形成“設(shè)計(jì)一制造一流通”的一體化,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的電子商務(wù)。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn):設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的學(xué)科交又性,確定了系統(tǒng)的困難性,實(shí)現(xiàn)不同軟件和硬件平臺(tái)的無縫接口是真正實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)模式的突破正是在于其平臺(tái)無關(guān)性,通過建立基于Web的設(shè)計(jì)模型構(gòu)架,包括通信模型、實(shí)體構(gòu)造模型、學(xué)問表示模型、人機(jī)協(xié)同模型等、實(shí)現(xiàn)困難的建模、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)綜合、設(shè)計(jì)協(xié)同等。作為實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)的工具,網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)中的人機(jī)交互技術(shù)將更加重要,只有優(yōu)化的設(shè)計(jì)工具才能創(chuàng)建優(yōu)秀的產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)中的人機(jī)交互是媒體、通信和設(shè)計(jì)實(shí)踐的結(jié)合,和傳統(tǒng)的人機(jī)交互不同,流媒體的特殊性使交互的對(duì)象、交互的方式(包括距離、協(xié)同等、傳播的形式都發(fā)生了很大的變更。探討網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)中的高可復(fù)用性和高效的人機(jī)交互,把基于Web人機(jī)交互技術(shù)和設(shè)計(jì)實(shí)踐相結(jié)合,將是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)探討的一個(gè)重點(diǎn)。設(shè)計(jì)模型的困難性,設(shè)計(jì)過程的學(xué)問綜合性和流程交叉性確定了必需設(shè)計(jì)過程中將面對(duì)浩大的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)處理和維護(hù)工作。網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)模式對(duì)于設(shè)計(jì)過程中的學(xué)問綜合、流程整合和協(xié)同化,通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)處理。網(wǎng)絡(luò)化制造將整合產(chǎn)品開發(fā)的傳統(tǒng)模式,使“設(shè)計(jì)一制造一流通”融入統(tǒng)一的數(shù)字化框架中,削減產(chǎn)品的總成本,相對(duì)提高產(chǎn)品的生命周期。集成化網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)循環(huán)是效益成本關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。通過連接生產(chǎn)循環(huán)中的每一個(gè)環(huán)節(jié),加速信息交換的速度、可信度以及學(xué)問的優(yōu)化,削減設(shè)計(jì)成本和縮短設(shè)計(jì)周期、優(yōu)化生產(chǎn)資源、提高生產(chǎn)效率。同時(shí)把網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)整合人系統(tǒng)中,降低服務(wù)成本,提高服務(wù)效率。這些充分表明,探討網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)化制造的運(yùn)行模式,使之和網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)相結(jié)合,將會(huì)在將來的電子商務(wù)時(shí)代發(fā)揮不行替代的作用。2.4網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)化制造的關(guān)鍵技術(shù)1.基于Web的設(shè)計(jì)基于Web的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為廣泛的概念,面對(duì)信息和學(xué)問驅(qū)動(dòng)是將來產(chǎn)品設(shè)計(jì)的趨勢(shì),科學(xué)計(jì)算可視化的發(fā)展,使現(xiàn)階段的產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了很高的數(shù)字化程度。基于Web的高效率可視化(可視化數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蛶捳加贸蔀樘接懛较蛑?VRML(VirtualRealityModelingLanguage,虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言、Java3D和正在建立的X3D技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正是為滿足這一要求而發(fā)展起來的。更重要的是,隨著在線可視化技術(shù)的日臻成熟,可視化和學(xué)問系統(tǒng)的信息交換成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心,建立基于Web的3D數(shù)據(jù)可視化的學(xué)問驅(qū)動(dòng)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)基于學(xué)問的可視化設(shè)計(jì)(包括可視化協(xié)同、學(xué)問系統(tǒng)可視化接口等是將來網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)探討的一個(gè)重點(diǎn)。2.網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)描述語言網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)語言是指建立適合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境和產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)化描述語言。可以大致分為實(shí)體建模描述語言、基本通信原語、協(xié)同化對(duì)話語言、概念化描述語言、學(xué)問可視化語言等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合,使帶寬成為3D設(shè)計(jì)中大數(shù)據(jù)量的一個(gè)瓶頸。在提高帶寬的同時(shí),建立完善的適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?D建模語言,削減數(shù)據(jù)的傳輸,提高可視化的速度和交互式訪問的可用性是必不行少的。當(dāng)然,同時(shí)要考慮平臺(tái)獨(dú)立性等問題。lava3D、X3D正是在這一背景下提出和發(fā)展起來的。TCP八P已經(jīng)成為公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議,在繼承其標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),協(xié)同化、學(xué)問綜合和可視化和概念設(shè)計(jì)中,須要建立多Agent系統(tǒng)通信原語和學(xué)問表達(dá)和3D可視化的接口,利用UML(UnifiedModelingLanguage,統(tǒng)一建模語言把挖掘?qū)W問、概念設(shè)計(jì)和可視化協(xié)同融人統(tǒng)一的框架中。3.在線協(xié)同設(shè)計(jì)模型和在線分布設(shè)計(jì)環(huán)境在線協(xié)同設(shè)計(jì)模型是在前述的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)語言基礎(chǔ)上構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的協(xié)同化整體框架。這一框架將實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參和性協(xié)同、學(xué)問構(gòu)造和學(xué)問利用的協(xié)同化。在線分布設(shè)計(jì)環(huán)境利用在線協(xié)同設(shè)計(jì)模型,把學(xué)問表達(dá)、參和性協(xié)作和在線3D可視化相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)可視化協(xié)同設(shè)計(jì)。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的學(xué)科交叉,須要不同領(lǐng)域的專業(yè)學(xué)問及專家的參和。網(wǎng)絡(luò)作為信息傳遞的媒介,于在線設(shè)計(jì)中具有特別突出的作用,以實(shí)現(xiàn)專家限制和學(xué)問價(jià)值鏈的專業(yè)化整合.在此基礎(chǔ)上,在線決策支持加強(qiáng)對(duì)專業(yè)化學(xué)問的縱向整合,簡(jiǎn)化專家學(xué)問的表達(dá),提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)中專業(yè)化學(xué)問的可用度。這種決策支持的探討重點(diǎn)不僅包括一般的數(shù)據(jù)挖掘方法,還有分布式和協(xié)同化數(shù)據(jù)綜合和分布可視化問題。4·設(shè)計(jì)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程重組(BusinessProcessRe一engineering,BPR設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是產(chǎn)品開發(fā)中相對(duì)獨(dú)立又密不行分的兩個(gè)主要組成部分。由于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,必需對(duì)原有的設(shè)計(jì)流程重新設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重組和增刪面對(duì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),建立新的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)流程模型,和生產(chǎn)、流通進(jìn)行無縫接口。生產(chǎn)過程由于涉及的環(huán)節(jié)較多,必需對(duì)原有業(yè)務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)化重組。其重組過程將是建立在網(wǎng)絡(luò)智能基礎(chǔ)上的集約化,包括生產(chǎn)過程的智能數(shù)據(jù)響應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)和訪問限制、產(chǎn)品定制和生產(chǎn)、品質(zhì)保證等一系列問題。5.產(chǎn)品模型的人機(jī)工程和可制造性評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)的結(jié)果將轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品的制造環(huán)節(jié),在進(jìn)行制造前,必需進(jìn)行充分的測(cè)試。人機(jī)工程評(píng)價(jià)是設(shè)計(jì)循環(huán)的最終階段,同時(shí)也是制造循環(huán)的起先,它將對(duì)產(chǎn)品的可用性進(jìn)行評(píng)價(jià),從而削減產(chǎn)品進(jìn)人制造循環(huán)后修正設(shè)計(jì)缺陷所帶來的損失。6.產(chǎn)品模型數(shù)字化分發(fā)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品模型的數(shù)字化已經(jīng)基本得到解決,但利用模型干脆用于加工和模具制造,將須要解決對(duì)模型的精度和力學(xué)、結(jié)構(gòu)等加工特性進(jìn)行校驗(yàn)的問題?？杉庸つＰ陀捎谳^大的數(shù)據(jù)量和計(jì)算密集度,在網(wǎng)絡(luò)制造中對(duì)模型的分布式計(jì)算和數(shù)字化分發(fā)成為探討的核心問題,須要將分布計(jì)算環(huán)境的并行計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的帶寬占用問題結(jié)合起來提高分發(fā)速度和平安性。數(shù)字化模型的分發(fā)必定涉及合理的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理問題。由于OEM的普遍性,產(chǎn)品的生命周期和設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、銷售、分發(fā)、維護(hù)等每一個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān),PDM將縮短產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的停留時(shí)間,相對(duì)提高新產(chǎn)品開發(fā)的效率。PDM作為網(wǎng)絡(luò)化制造的核心,融人從需求收集、概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)、到供應(yīng)鏈集成和生產(chǎn),產(chǎn)品維護(hù)的每一環(huán)節(jié)。其中的關(guān)鍵問題是定義構(gòu)架,整合數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)模型,完善不同的數(shù)據(jù)接口,為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的進(jìn)一步數(shù)據(jù)挖掘供應(yīng)良好的數(shù)據(jù)和學(xué)問表示接口。7.工作流管理工作流管理和PDM是產(chǎn)品開發(fā)生命周期中的兩個(gè)組成部分,是從面對(duì)任務(wù)和面對(duì)信息兩個(gè)不同的角度提出的管理方法。應(yīng)用工作流管理集成PDM,是產(chǎn)品開發(fā)過程發(fā)展的趨勢(shì),只有這樣才能把數(shù)據(jù)信息融人到生產(chǎn)的統(tǒng)一流程中,提高生產(chǎn)的效率。工作流管理系統(tǒng)的主要組件是工作流應(yīng)用規(guī)劃接口和工作流制定服務(wù)。前者進(jìn)行工作流、工作流行為和行為資源的標(biāo)準(zhǔn)化;后者包含執(zhí)行接口和工作流引擎的執(zhí)行服務(wù)。建立好的工作流管理,就是探討有效的從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分目結(jié)構(gòu)(ProductBreakdownStrueture,PBS、裝配分目結(jié)構(gòu)(ABS、作業(yè)分目結(jié)構(gòu)(WBs和工作流模型、工作流制定實(shí)例的映射,這是今后工作流和PDM探討的核心問題。8.供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)品生命周期管理供應(yīng)鏈管理(SupplyChainManagement,SCM和產(chǎn)品生命周期管理(ProductLifeoycleManagement,PLM作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)制造的紐帶,在系統(tǒng)中發(fā)揮著不行替代的作用。SCM和PLM是網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)的整合,“一對(duì)一”的定制