云制造理论体系及实践应用

　　《云制造理论体系及实践应用》：　　2.6.4 制造网络　　1.制造网格（MGrid）的背景　　随着科学技术的发展和客户要求的不断变化，全球化的市场竞争和信息技术、计算机网络技术的快速发展，使制造环境发生了根本性的转变。制造业不再局限于区域性经济，而是面临全球性市场、资源、技术和人员的竞争，市场需求更具个性化和多样性，制造不再是传统意义上的制造，而是一个跨国界、全球化大制造的概念。随着市场竞争的日趋激烈和网络化制造的不断发展和完善，企业越来越觉得单靠自身能力很难、甚至不可能在市场竞争中占有一席之地，企业为了生存，不得不改变自己的战略，从彼此的竞争关系，转变为既有竞争又有结盟的双赢战略关系。因此，开展企业间的合作对企业的发展越来越具有举足轻重的作用。　　制造网格的概念就是在这种时代背景下，在分析制造业行业特点的基础上为解决制造业的实际需求而提出的，是网格技术在制造业中的具体应用。制造网格以已有的制造业信息技术和手段为基础，以各种制造资源为节点，以网络平台中间件为桥梁，由分布、异构制造资源动态组成虚拟组织，充分利用网格技术开放的体系框架、通用的标准和规范、统一的开发平台和工具，致力于为制造业建立一种通用的、标准的和规范的网络化制造模式。制造网格的目标是实现资源共享、协同工作、降低制造成本、提高资源利用率、缩短产品上市时间，同时又具有极大的柔性和开放性，可以扩展到世界的每一个角落，覆盖所有的现代制造资源和制造系统，并*终形成全球制造网格。　　2.制造网格的概念　　制造网格的研究起源于网格，通过类比、借鉴和分析计算网格（ComputingGrid）和电力网格（Electric Power Grid）的本质特征，结合制造活动及制造资源共享的特点提出的。它是将不同企业生产经营活动需要的资源封装成标准的、规范的、开放的网格节点，将不同网格节点互连互通形成的一体化制造资源环境——虚拟工厂，并向用户提供透明、一致、优质的制造服务，实现制造资源的社会化共享和优化配置，并为构建面向企业协同制造特定需求的制造网络应用系统提供协同工作支持环境，从而实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同，使基于制造网络支撑环境运行的制造企业群体能够以低的成本和短的开发周期，制造出符合市场需求的高质量产品。　　制造网格是动态多机构虚拟组织中的制造资源共享和制造问题的协同解决方法，它有着深刻的内涵。**，制造网格中的资源指涉及企业生产经营的一切活动和产品全生命周期中所需的所有资源，它包括：物化的资源和解决制造问题的能力。而物化的资源包括：软件（设计、制造、管理、销售、维护等软件）、生产设备、加工单元、生产线、场地、特种工具、物料、产品信息、知识资源等；解决制造问题的能力，比如复杂零件的设计能力、复杂零件的工艺能力或加工能力等。第二，制造网格通过标准化封装、规范化整合制造资源形成巨大的虚拟工厂，实现对社会范围内所有资源可靠的、一致的、普遍的访问，为用户提供一个分布、共享、透明、安全和容错的制造服务环境。第三，通过制造网格环境，将物化资源和求解制造问题的能力以服务（service）的形式提供给用户，用户通过单一入口共享访问制造资源和求解制造问题。可见，在制造网格环境下，制造任务的完成是分布的、协作的和智能化的。　　3.制造网格的特点　　制造网格是网格技术在制造业中的应用。制造网格的主要目的是充分利用网格技术开放的体系框架、通用的标准和规范、统一的开发平台和工具，致力于为制造业建立一种通用的、标准的和规范的网络化制造模式。该模式的实现不仅能够达到资源共享、协同工作、降低制造成本、提高资源利用率、加快产品上市时间的目的，同时又具有极大的柔性和开放性，可以扩展到世界的每一个角落，覆盖所有的现代制造资源和制造系统，*终形成全球制造网格。　　根据制造网格的思想，制造网格主要具有如下特点：　　（1）互动性。与提供单项服务的Internet不同，制造网格提供的制造服务具有互动性，即用户和服务之间的交互。　　（2）实时性。制造网格提供的服务具有更高的实时性，这与提供静态信息的Internet不同。例如在制造网格环境下，用户可以直接对制造设备和设计单元等进行操作，因此要求制造服务必须实时反映实际设备和设计单元等状态，并实时响应用户提出的操作要求。　　（3）多方协同。在许多情况下，单一的制造服务不能完成用户的需求，如对一个新产品的设计和分析。在制造网格支持下，用户能够集成多种不同的服务，通过多个制造服务之间的协同工作满足用户的需求。　　（4）功能和结构复杂。制造网格提供的制造服务功能更多、更复杂，相应地，提供这些功能的服务系统的结构和完成这些服务的流程也较复杂。　　（5）数据量大。与Internet提供的页面信息相比，制造网格提供的制造服务需要传递的数据量大。　　……