隨著信息技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)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，幾乎所有五金、塑料、橡膠制品均需通過模具加工制成。由于模具設(shè)計與制造的效率對產(chǎn)品的開發(fā)效率有著決定性影響，為適應(yīng)全球化競爭的需要，模具企業(yè)必須從分散走向合作，模具設(shè)計單位、制造企業(yè)以及模具用戶之間必須進(jìn)行充分的協(xié)作與交流，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)發(fā)展現(xiàn)狀

    計算機(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，它是指在計算機(jī)技術(shù)支持的環(huán)境中(即CS)，一個群體為完成一項共同的任務(wù)(即CW)而協(xié)同工作。它的目標(biāo)是要設(shè)計各種各樣的協(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)、群體工作方式研究和支持群體工作的相關(guān)技術(shù)研究、應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)等部分。

    關(guān)于模具協(xié)同設(shè)計與制造平臺，近年國內(nèi)外做了不少研究。

    上海交通大學(xué)國家模具CAD工程研究中心研究了塑模協(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)層三個層次上的協(xié)同模型，并提出了動約束求解技術(shù)和集成沖突消解模型。

    南京理工大學(xué)制造工程系進(jìn)行了關(guān)于面向CSCW的CAD/CAM系統(tǒng)研究，提出了一個基于WEB的異地協(xié)同設(shè)計制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)并開發(fā)了一個應(yīng)用平臺。該系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、COM組件、協(xié)同工作管理、分布式數(shù)據(jù)管理、安全控制、約束管理和沖突消解等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化異地協(xié)同設(shè)計制造。

    廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院CMS實驗室開發(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)面向華南地區(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)計與制造平臺。

    華中科技大學(xué)塑性成形模擬及模具技術(shù)國家重點實驗室提出了滿足模具協(xié)同設(shè)計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)計框架。

    吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院面向模具制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)化制造平臺的研究與開發(fā)，主要實現(xiàn)了包括用戶管理權(quán)限、項目管理以及協(xié)同工具集成三個模塊。該平臺系統(tǒng)是在計算機(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，采用動態(tài)網(wǎng)頁編程技術(shù)(ASP)和Java3D語言開發(fā)實現(xiàn)的。

    此外，福建省科技廳重大科技項目、江蘇省汽車工程重點實驗室開放基金項目等也對此領(lǐng)域做了很多研究。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)同平臺的研究，并取得了一定成果。但由于一些關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)沒有得到解決，正在實施的一些所謂“協(xié)同”有的只是簡單地通過電子郵件進(jìn)行一些協(xié)商而已，有的只是單個企業(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)中真正實現(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與制造，還需要腳踏實地作大量研究開發(fā)工作。

    二、模具協(xié)同技術(shù)發(fā)展方向

    網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計與制造是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)化和全球化的方向發(fā)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、制造的效率對產(chǎn)品的開發(fā)效率有決定性影響。當(dāng)前，計算機(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)也在逐步采用CAD/CAPP/CAE/CAM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行模具開發(fā)，并收到了一定成效。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)計與制造流程，對于提高行業(yè)的整體競爭力有巨大的推動作用。

    面向行業(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)新能力、靈活應(yīng)變能力、抵御風(fēng)險能力和行業(yè)的整體競爭能力等。

    面向行業(yè)的模具網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺基于當(dāng)前流行的J2EE/EJB，采用XML和Ajax技術(shù)構(gòu)建，實現(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頁面層四個層次組成。

    1)用戶web頁面層：在用戶瀏覽器端提供交互式的圖形界面，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。通過平臺提供的圖視化的界面，用戶可以直觀方便地進(jìn)行整個系統(tǒng)中各種對象的操作。它是實現(xiàn)平臺各種功能的觸發(fā)點、媒介，處于最上層。

    2)功能模塊層：除了系統(tǒng)管理外，平臺為用戶提供的主要功能模塊有針對所有用戶的共享資源的瀏覽和查詢、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：該層提供實現(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，可實現(xiàn)應(yīng)用調(diào)用、數(shù)據(jù)操作和過程管理等的透明化。

    4)數(shù)據(jù)庫管理層：通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供的數(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。

    面向行業(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，從項目創(chuàng)建到任務(wù)分解，再到協(xié)作與調(diào)整，直到最后的注銷，都可以通過平臺提供的協(xié)同方式隨時交流。

    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)的多個部門的人員在不同地點同時執(zhí)行項目的各個子任務(wù)。為了支持群體協(xié)同工作，必須建立集成化的協(xié)同項目管理系統(tǒng)。協(xié)同項目管理系統(tǒng)以Web網(wǎng)絡(luò)為依托，由項目管理者、各協(xié)同工作組在一定的權(quán)限支配下進(jìn)行資源(數(shù)據(jù)、文檔和設(shè)計工具等)共享。羅百輝認(rèn)為，在建立協(xié)同項目管理系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮模具項目管理的特點(多項目并行性、任務(wù)工期的不確定性等)，完成項目子計劃的分解與進(jìn)度控制，解決沖突和變更問題。同時，通過協(xié)同項目管理系統(tǒng)解決項目資源合理配置、項目質(zhì)量控制以及項目成本與費(fèi)用控制等問題。

    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。如何實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的優(yōu)化整合，減少資源的重復(fù)投入，減少資源閑置，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，并實現(xiàn)DNC遠(yuǎn)程控制，建立敏捷高效的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，是實現(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)同的實現(xiàn)提供保障。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)視頻會議、電子白板和桌面協(xié)同工具等高效率方式，可更好地實現(xiàn)客戶與設(shè)計人員、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，要求產(chǎn)品數(shù)據(jù)必須支持分布環(huán)境，并保證實時的一致性和安全性，做好版本的控制管理。

    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)，他們在項目中承擔(dān)不同的任務(wù)，對系統(tǒng)的訪問有著不同的權(quán)限，必須進(jìn)行訪問控制的設(shè)置。訪問控制是實現(xiàn)分布式信息系統(tǒng)安全保護(hù)的重要機(jī)制。利用基于“用戶-角色-功能”的權(quán)限控制模式，系統(tǒng)可給每個用戶分配角色，通過控制系統(tǒng)角色的詳細(xì)功能，如對某項信息的增、刪、查和改，利用角色組合來控制其權(quán)限。系統(tǒng)還可以通過訪問控制技術(shù)跟蹤用戶在網(wǎng)絡(luò)平臺中的操作，并記錄到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，做到有據(jù)可查。

    此外，網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同需要在網(wǎng)絡(luò)上傳送大量的數(shù)據(jù)，由于Internet協(xié)議的開放性和路由選擇的隨機(jī)性，使得異地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)很容易被竊取，所以我們必須使用加密解密技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�性，及時發(fā)現(xiàn)并防止黑客入侵。

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