1.2 网络化制造的内涵与发展

1.2.1 网络化制造的定义

清华大学范玉顺教授在总结当前研究成果的基础上，提出了网络化制造的定义：网络化制造是指在利用网络技术、制造技术和其他技术构建的网络化制造系统支持下，突破空间地域对企业生产经营范围和方式的约束，开展产品设计、制造、销售、采购、管理等一系列制造活动；其目的是实现产品设计协同、产品制造协同、供应链协同和商务协同，实现社会资源的共享与集成，高速度、高质量、低成本地为市场提供所需的产品和服务；并归纳出网络化制造的基本特征：

（1）网络化制造是基于网络技术的先进制造模式，它是在因特网和企业内外网环境下，企业用以组织和管理其生产经营过程的理论与方法。

（2）覆盖了企业生产经营的所有活动，网络化制造技术可以用来支持企业生产经营的所有活动，也可以覆盖产品全生命周期的各个环节。

（3）以快速响应市场为实施的主要目标之一，通过网络化制造，提高企业的市场响应速度，进而提高企业的竞争能力。

（4）突破地域限制，通过网络突破地理空间上的差距给企业生产经营和企业间协同造成的障碍。

（5）强调企业间的协作与全社会范围内的资源共享，通过企业间的协作和资源共享，提高企业（企业群体）的产品创新能力和制造能力，实现产品设计制造的低成本和高速度。

（6）具有多种形态和功能系统，结合不同企业的具体情况和应用需求，网络化制造系统具有许多不同的形态和应用模式。在不同形态和模式下，可以构建出多种具有不同功能的网络化制造应用系统。

1.2.2 网络化制造的内涵

网络化制造具有丰富的内涵。其理论是在协同论、系统论、信息论和分形论等相关理论的基础上发展起来的。网络化制造模式体现了分散与集中的统一、自治与协同的统一、混沌与有序的统一。

1.分散与集中的统一

网络化制造是通过网络，将地理位置上分散的企业和各种资源集成在一起，形成一个逻辑上集中、物理上分散的虚拟组织，并通过虚拟组织的运作，实现对市场需求的快速响应，提高参与网络化制造的企业群体或产业链的市场竞争能力。另外，参与网络化制造的每个企业，都有其特定的市场定位和企业目标，因此是分散的。但是，在针对一个特定的市场需求时，这些通过网络连接在一起的企业，又具有一个共同的目标。因此，网络化制造在企业的个体目标和群体目标，企业的物理位置和企业联盟的逻辑上，体现了分散与集中的统一。

2.自治与协同的统一

参与网络化制造的每个企业都可能是一个独立的实体，每个企业都有自己独立的组织体系和决策机制，以及独立的运作方式和管理方法，在决定企业的行为和行为方式上，每个企业是高度自治的。但是，当这些企业通过网络化制造的方式联系在一起时，它们又必须是协同的，而且协同的程度越高，企业间合作的效率就越高，联盟企业的经济效益就越好。因此，网络化制造体现了每个企业个体自治与企业间协同的统一。

3.混沌与有序的统一

由于每个企业是独立自治的，因此，每个企业的运行模式和运行状态是不同的，所有这些不同的运行状态构成的状态空间，整体上呈现出一种混沌的形态。但是，当这些企业通过网络化制造构成一个虚拟联盟时，联盟的运行又呈现出有序的状态，并且整个联盟将朝着提高产品质量、缩短产品交货期、降低产品成本的方向进化。因此，通过网络化制造，可以实现由混沌向有序的转化，体现了混沌与有序的统一。

1.2.3 网络化制造的发展

迄今为止，国内外许多专家、学者、企业应用人员在网络化制造方面已经开展了大量的研究和应用实践工作，德国Produktion2000框架方案旨在建立一个全球化的产品设计与制造资源信息服务网；欧洲联盟公布的“第五框架计划（1998—2002年）”已将虚拟网络企业列入研究主体，其目标是为联盟内各个国家的企业提供资源服务和共享的统一基础平台，在此基础上公布的“第六框架计划（2002—2006年）”的一个主要目标是进一步研究利用Internet技术改善联盟内各个分散实体之间的集成和协作机制。另外，国外已经对网络化制造的使能技术进行了广泛、深入的研究，研究范围覆盖了开发设计、管理、制造和维护的产品全生命周期。许多研究机构在基于Web的协同设计、零件库、协同制造、供应链管理等方面开展了众多研究工作，开发了一些软件产品，集成平台技术方面也具有较高的技术水平，但大部分产品仅是支持某个局部问题的解决方案，如IBM公司的Plantworks等是面向车间监控层的平台产品。

国内方面，华中理工大学的杨叔子院士阐述了网络经济时代制造环境的变化与特点，指出了网络化制造模式的必然性，研究基于Agent的网络化制造模式及基于利益驱动的动态重组机制。重庆大学的刘飞教授对网络化制造的定义、内涵、特征进行了描述，并归纳出了支撑网络化制造的技术体系；浙江大学的祁国宁和顾新建教授则分析了网络化制造的几种发展途径并指出了网络化制造模式在21世纪制造业中的重要地位；贵州工业大学的谢庆生教授提出了基于ASP模式的网络化制造体系结构，并针对我国发展网络化制造的实际着重研究基于ASP模式网络化制造的发展策略。

在此过程中，研究形成了网络化制造的一套技术体系，大致可以分为总体技术、基础技术、集成技术与应用实施技术。

1.总体技术

总体技术主要是指从系统的角度，研究网络化制造系统的结构、组织与运行等方面的技术，包括网络化制造的模式、网络化制造系统的体系结构、网络化制造系统的构建与组织实施方法、网络化制造系统的运行管理、产品全生命周期管理和协同产品商务技术等。

2.基础技术

基础技术是指网络化制造中应用的共性与基础性技术，这些技术不完全是网络化制造所特有的技术，还包括网络化制造的基础理论与方法、网络化制造系统的协议与规范技术、网络化制造系统的标准化技术、产品建模和企业建模技术、工作流技术、多代理系统技术、虚拟企业与动态联盟技术和知识管理与知识集成技术等。

3.集成技术

集成技术主要是指网络化制造系统设计、开发与实施中需要的系统集成与使能技术。包括设计制造资源库与知识库开发技术、企业应用集成技术、ASP服务平台技术、集成平台与集成框架技术、电子商务与EDI技术、Web Service技术，以及COM+、CORBA、J2EE技术、XML、PDML技术、信息智能搜索技术等。

4.应用实施技术

应用实施技术是支持网络化制造系统应用的技术，包括网络化制造实施途径、资源共享与优化配置技术、区域动态联盟与企业协同技术、资源（设备）封装与接口技术、数据中心与数据管理（安全）技术和网络安全技术等。

国内外专家学者在网络化制造的研究与应用实施中，还提出了其他一些关键技术和概念。

5.多Agent技术

Agent技术在计算机领域的研究和应用源于20世纪70年代美国麻省理工学院研究人员开展的一系列关于分布式人工智能的研究。多Agent系统是指一些Agent通过协作完成某些任务或达到某些目标的计划系统，即一组Agent的松散组合，这些Agent要协作解决超过单个能力的问题，且Agent之间是自主、分布运行的，每个Agent之间相互协同与服务，彼此之间的目标与行为矛盾和冲突可以通过竞争或磋商等手段协调完成，共同完成一个任务。将多Agent技术运用到先进制造中，在解决协同设计、分布式工艺设计规划、敏捷制造系统重构问题等方面取得了重要成果。

6.e-Service

网络化制造集成e-Service平台可定义为：针对网络化制造资源地理上的分散性、构建过程的动态性和制造过程的集成性，采用ASP哲理，以基于活动的网络化制造流程为导航，网络化制造活动等价为对应的服务活动为前提，所开发出来的一种在新型“客户/服务器/数据库”集成架构下的，由一组使能工具构成的制造服务和集成支撑平台。支持企业间的网络化制造服务是其终极目标。e-Service平台提供三种服务功能：企业自身的网络化制造、企业联盟的组建与运作和各类软、硬件资源的封装与服务。

7.e-Manufacturing

e-Manufacturing可以看成是网络化制造技术与电子商务技术的延伸，是制造业在数字化和网络化环境下，用电子化的方式，经营、管理一系列企业活动的运作模式。e-Manufacturing通过其使能工具远程服务体系、电子后勤及装备工程支持企业之间的知识联盟，并使供应链之间的协作也变得更加紧密。

8.服务集成技术

从平台技术发展趋势来看，网络化制造的应用日趋深入，已经从早期侧重于电子商务向支持设计、制造和管理方向发展；网络化制造平台已经从过去的支持信息集成过渡到当前的过程集成。而网络化制造平台的发展趋势已由信息集成向服务集成迈进，服务集成是一种动态的集成模式，支持大范围内的公共业务过程集成（如供应链企业群体内），从而实现企业间具有松散耦合关系的不同应用间的互操作。在这种模式下，平台上通过将资源和应用封装为大量制造业专业服务，构成整个系统的功能主体，是未来主流的平台集成方式。

这些技术的研究极大地推动了网络化制造的发展，也引导了网络化制造的发展方向。