模具協(xié)同技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀研究分析

模具協(xié)同技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀研究分析隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)展，制造業(yè)進(jìn)入了全球競爭的新紀(jì)元。模具制造行業(yè)作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎(chǔ)行業(yè)之一，在生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛，幾乎全部五金、塑料、橡膠制品均需通過模具加工制成。由于模具設(shè)計(jì)與制造的效率對產(chǎn)品的開發(fā)效率有著打算性影響，為適應(yīng)全球化競爭的需要，模具企業(yè)必需從分散走向合作，模具設(shè)計(jì)單位、制造企業(yè)以及模具用戶之間必需進(jìn)行充分的協(xié)作與溝通，利用網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同技術(shù)，發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢，才能快速地開發(fā)出高質(zhì)量的模具產(chǎn)品。

一、模具協(xié)同技術(shù)進(jìn)展現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作(ComputerSupportedCooperativeWork，縮寫為CSCW)最早由美國麻省理工的IreneGreif和迪吉多(DEC)的PaulCashman在1984年提出的，它是指在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的環(huán)境中(即CS)，一個(gè)群體為完成一項(xiàng)共同的任務(wù)(即CW)而協(xié)同工作。它的目標(biāo)是要設(shè)計(jì)各種各樣的協(xié)同工作的應(yīng)用系統(tǒng)。包括協(xié)同工作系統(tǒng)的建設(shè)、群體工作方式討論和支持群體工作的相關(guān)技術(shù)討論、應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)等部分。

關(guān)于模具協(xié)同設(shè)計(jì)與制造平臺，近年國內(nèi)外做了不少討論。

上海交通高校國家模具CAD工程討論中心討論了塑模協(xié)同制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，將CSCW技術(shù)應(yīng)用到注塑模CAD/CAE/CAM/系統(tǒng)集成中，建立了應(yīng)用層、通信層和數(shù)據(jù)層三個(gè)層次上的協(xié)同模型，并提出了動(dòng)約束求解技術(shù)和集成沖突消解模型。

南京理工高校制造工程系進(jìn)行了關(guān)于面對CSCW的CAD/CAM系統(tǒng)討論，提出了一個(gè)基于WEB的異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)并開發(fā)了一個(gè)應(yīng)用平臺。該系統(tǒng)采納B/S結(jié)構(gòu)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、COM組件、協(xié)同工作管理、分布式數(shù)據(jù)管理、安全掌握、約束管理和沖突消解等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造。

廣東工業(yè)高校機(jī)電工程學(xué)院CMS試驗(yàn)室開發(fā)了適合于華南地區(qū)模具制造企業(yè)特色的模具網(wǎng)絡(luò)化制造協(xié)同平臺，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)面對華南地區(qū)模具企業(yè)的協(xié)同制造系統(tǒng)的多種功能模塊。主要包括兩大部分：企業(yè)信息與資源共享平臺和模具協(xié)同設(shè)計(jì)與制造平臺。

華中科技高校塑性成形模擬及模具技術(shù)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室提出了滿意模具協(xié)同設(shè)計(jì)過程的集成信息模型的組織結(jié)構(gòu)，并據(jù)此構(gòu)建了具有四層組織結(jié)構(gòu)的模具協(xié)同設(shè)計(jì)框架。

吉林高校機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院面對模具制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的討論與開發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)了包括用戶管理權(quán)限、項(xiàng)目管理以及協(xié)同工具集成三個(gè)模塊。該平臺系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作(cscw)的基礎(chǔ)上，在Windows2000Professional的系統(tǒng)環(huán)境下，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫為構(gòu)成框架，采納動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁編程技術(shù)(ASP)和Java3D語言開發(fā)實(shí)現(xiàn)的。

此外，福建省科技廳重大科技項(xiàng)目、江蘇省汽車工程重點(diǎn)試驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目等也對此領(lǐng)域做了許多討論。從這些現(xiàn)狀可以看出，有大量學(xué)者在做模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺的討論，并取得了肯定成果。但由于一些關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)沒有得到解決，正在實(shí)施的一些所謂“協(xié)同”有的只是簡潔地通過電子郵件進(jìn)行一些協(xié)商而已，有的只是單個(gè)企業(yè)內(nèi)部使用的協(xié)同，這些還不能稱為完整意義上的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同。要在模具產(chǎn)品開發(fā)中真正實(shí)現(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)與制造，還需要腳踏實(shí)地作大量討論開發(fā)工作。

二、模具協(xié)同技術(shù)進(jìn)展方向

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)與制造是21世紀(jì)制造業(yè)的主要生產(chǎn)模式，它有效地提高了行業(yè)的資源利用率，加強(qiáng)了企業(yè)之間的合作，大大提高了生產(chǎn)效率。隨著科技的不斷進(jìn)步，制造業(yè)正向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和全球化的方向進(jìn)展，產(chǎn)品的生命周期越來越短，新產(chǎn)品的上市速度越來越快。模具網(wǎng)CEO羅百輝表示，模具是制造業(yè)的基本工藝裝備，模具設(shè)計(jì)、制造的效率對產(chǎn)品的開發(fā)效率有打算性影響。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)在加工制造業(yè)有了廣泛應(yīng)用，我國一些模具制造企業(yè)也在逐步采納CAD/CAPP/CAE/CAM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行模具開發(fā)，并收到了肯定成效。但總體來說，我國的模具開發(fā)技術(shù)仍與市場要求存在較大差距。所以建立行業(yè)化的協(xié)同設(shè)計(jì)與制造平臺，充分盤活行業(yè)內(nèi)的資源合作，優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造流程，對于提高行業(yè)的整體競爭力有巨大的推動(dòng)作用。

面對行業(yè)的模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺通過整合行業(yè)制造信息和資源，包括了模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)化物資供應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)制造、網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備、技術(shù)、人才資源、開發(fā)工具和管理軟件共享等行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同服務(wù)平臺等，從而提高行業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新力量、敏捷應(yīng)變力量、抵擋風(fēng)險(xiǎn)力量和行業(yè)的整體競爭力量等。

面對行業(yè)的模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺基于當(dāng)前流行的J2EE/EJB，采納XML和Ajax技術(shù)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)跨平臺網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)信息資源整合。由數(shù)據(jù)庫管理層、基礎(chǔ)管理與維護(hù)層、功能模塊層和用戶web頁面層四個(gè)層次組成。

1)用戶web頁面層：在用戶掃瞄器端供應(yīng)交互式的圖形界面，包括各種菜單、對話框等，用于支持命令的操作與信息的輸入輸出。通過平臺供應(yīng)的圖視化的界面，用戶可以直觀便利地進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)中各種對象的操作。它是實(shí)現(xiàn)平臺各種功能的觸發(fā)點(diǎn)、媒介，處于最上層。

2)功能模塊層：除了系統(tǒng)管理外，平臺為用戶供應(yīng)的主要功能模塊有針對全部用戶的共享資源的掃瞄和查詢、軟件的租用，針對加盟企業(yè)的協(xié)同工作，以及其他網(wǎng)站服務(wù)，如論壇、博客等。

3)基礎(chǔ)管理與維護(hù)層：該層供應(yīng)實(shí)現(xiàn)平臺各種相關(guān)功能的基礎(chǔ)管理。由于平臺系統(tǒng)的對象管理框架具有屏蔽異構(gòu)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫的特性，用戶在應(yīng)用平臺系統(tǒng)的各種功能時(shí)，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用調(diào)用、數(shù)據(jù)操作和過程管理等的透亮?????化。

4)數(shù)據(jù)庫管理層：通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫供應(yīng)的數(shù)據(jù)操作功能來支持平臺系統(tǒng)對象在底層數(shù)據(jù)庫的管理。

面對行業(yè)的模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺的功能模塊主要包括公共資源、市場信息資源、協(xié)同平臺。市場信息部分實(shí)現(xiàn)了完整的供應(yīng)鏈，注冊企業(yè)都可以發(fā)布求購、供應(yīng)信息。如企業(yè)需要外協(xié)，還可以進(jìn)行招標(biāo)和投標(biāo)的操作。協(xié)同工作是協(xié)同平臺最關(guān)鍵的一部分，企業(yè)在建立協(xié)作關(guān)系后，可應(yīng)用協(xié)同工作平臺中的功能，從項(xiàng)目創(chuàng)建到任務(wù)分解，再到協(xié)作與調(diào)整，直到最終的注銷，都可以通過平臺供應(yīng)的協(xié)同方式隨時(shí)溝通。

1.協(xié)同管理系統(tǒng)的建立

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式需要不同企業(yè)的多個(gè)部門的人員在不同地點(diǎn)同時(shí)執(zhí)行項(xiàng)目的各個(gè)子任務(wù)。為了支持群體協(xié)同工作，必需建立集成化的協(xié)同項(xiàng)目管理系統(tǒng)。協(xié)同項(xiàng)目管理系統(tǒng)以Web網(wǎng)絡(luò)為依托，由項(xiàng)目管理者、各協(xié)同工作組在肯定的權(quán)限支配下進(jìn)行資源(數(shù)據(jù)、文檔和設(shè)計(jì)工具等)共享。羅百輝認(rèn)為，在建立協(xié)同項(xiàng)目管理系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮模具項(xiàng)目管理的特點(diǎn)(多項(xiàng)目并行性、任務(wù)工期的不確定性等)，完成項(xiàng)目子方案的分解與進(jìn)度掌握，解決沖突和變更問題。同時(shí)，通過協(xié)同項(xiàng)目管理系統(tǒng)解決項(xiàng)目資源合理配置、項(xiàng)目質(zhì)量掌握以及項(xiàng)目成本與費(fèi)用掌握等問題。

2.資源遠(yuǎn)程共享與管理

模具網(wǎng)絡(luò)化平臺的資源主要包括設(shè)備資源、技術(shù)資源、人力資源、軟件工具資源、電子資源和信息資源等。如何實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的優(yōu)化整合，削減資源的重復(fù)投入，削減資源閑置，提高資源利用率是提高模具行業(yè)整體競爭力和效益的關(guān)鍵問題。在線租用模具軟件和管理系統(tǒng)軟件，并實(shí)現(xiàn)DNC遠(yuǎn)程掌握，建立靈敏高效的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)資源遠(yuǎn)程共享和管理的重要途徑。

3.可視化協(xié)同交互平臺的建立

可視化協(xié)同交互平臺的建立為網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同的實(shí)現(xiàn)供應(yīng)保障。除利用傳統(tǒng)的電子郵件、在線交談等基本方式外，通過網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、電子白板和桌面協(xié)同工具等高效率方式，可更好地實(shí)現(xiàn)客戶與設(shè)計(jì)人員、制造人員之間的充分協(xié)作。

4.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

PDM是產(chǎn)品生命周期管理的核心組件，是各產(chǎn)品項(xiàng)目的數(shù)據(jù)管理中心。模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理主要包括模型結(jié)構(gòu)、工程圖樣、技術(shù)文檔、流程信息和進(jìn)度信息等。由于網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，要求產(chǎn)品數(shù)據(jù)必需支持分布環(huán)境，并保證明時(shí)的全都性和安全性，做好版本的掌握管理。

5.安全技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同系統(tǒng)平臺的用戶分布在不同的地域和企業(yè)，他們在項(xiàng)目中擔(dān)當(dāng)不同的任務(wù)，對系統(tǒng)的訪問有著不同的權(quán)限，必需進(jìn)行訪問掌握的設(shè)置。訪問掌握是實(shí)現(xiàn)分布式信息系統(tǒng)安全愛護(hù)的重要機(jī)制。利用基于“用戶-角色-功能”的權(quán)限掌握模式，系統(tǒng)可給每個(gè)用戶安排角色，通過掌握系統(tǒng)角色的具體功能，如對