1、面向服务的制造模式 云制造研究综述制造资源是企业实现产品设计、制造及销售等全生命周期过程所涉及的所有资源的统称。按用途将其分为协作、服务、人力、物料、设备、应用软件和数据七大类资源。其中协作资源是企业通过外购或外协。向其他企业购买或合作的资源信息与零/部件产品信息；服务资源包括售前服务、售后服务和用户信息等；人力资源分为管理层、技术层和生产层；物料资源在此是广义的物料，既包括产品、半成品、也包括零/部件、原材料等；设备资源包括计算设备（如计算机）、生产设备（如机床、刀具、夹具等）和在产品研制过程中所需的实验设备（如冲击实验设备、疲劳实验设备）等；应用软件资源包括企业现有的各类为产品全生命周期服
2、务的软件（如AutoCAD、Pro/E、UG、Ansys、MasterCam 等）；数据资源可分为知识、信息和数据库等资源。可将制造资源分为人力资源、制造设备资源、技术资源等九大类。(1)人力资源：人力资源就是在整个制造系统的全生命周期中具有丰富经验的领域专家。他们能够为资源使用者提供专家咨询、专家诊断等服务。根据制造系统的知识结构，可将人力资源细分为设计专家、工艺专家、技术专家、管理专家等。(2)制造设备资源：制造设备资源是在车间层具有具体制造能力的资源的抽象，它们主要为资源需求者提供加工制造服务。可以根据功能将制造设备资源进一步细化为加工机床、刀具、量具以及工装等加工制造资源。(3)技术资
3、源：技术资源是在企业制造过程中固化的设计制造、工艺技术、管理、营销等技术知识的集合。它包括企业所具有的制造技术、工艺技术、企业产品知识库、实例库等技术资源。(4)应用系统资源：应用系统资源是在制造系统的整个生命周期中用到的所有应用资源的集合。它从功能的角度可细分为设计系统、分析系统和管理系统等，其具体如 CAD/CAM、CAE、CAPP 等应用子系统。(5)物料资源：物料资源就是指在制造系统中制造某种产品所需的原材料、毛坯和成品等。(6)用户信息资源：用户信息资源记录资源提供者和资源使用者的一些基本信息，如用户的身份，权限以及资源访问的历史记录等，它为以后的资源评估、发现和调度提供依据。(7)
4、计算资源：在制造网格环境下，企业的设计计算，仿真计算、存储器等资源也将成为制造资源的一部分，因此将这类资源划归为一类，并统一归口到制造网格资源中。(8)服务资源：服务资源为资源使用者提供各种信息的咨询、培训和售后服务等，同时也包括对系统和资源的使用帮助。(9)其他相关资源：不属于上述资源里的所有资源的集合，如用户自定义资源以及将来可能新增加的资源等，它为系统的可扩展性提供保障。这九大类制造资源共同构成了一棵以制造网格资源为根节点的、多层次的、动态的、分布异构的资源分类树。网络化制造环境下的制造资源由分布在异地的多个企业资源合成，具有以下几个特点：相对独立和自治制造资源为某个企业或车间所拥有，在
5、其上面进行的操作控制，均由该企业或车间人员独立完成。异步协作性在网络环境下完成某个制造任务的过程中将涉及若干企业或车间单元，跨企业边界的制造子任务交互的形式往往是异步进行的，通常采用消息传递。另外许多复杂的制造任务必须通过各种资源的协作才能实现。多样性在不同的企业中，即便是相同的制造资源对外所表现出来的制造能力也往往不尽相同。例如，由于企业经营策略的不同、企业工艺水平的高低或人员技能的差异，同一种加工设备所能制造加工的零部件在加工精度等方面也有所不同。（1）制造资源多样性:制造网格将产品全生命周期的制造资源包含着硬件设备、软件和人力资源等多类型的资源，它们之间有复杂的逻辑关系，对这些资源的命名
6、、定义、组织、访问需要用不同的方法。 （2）全生命周期制造资源数量巨大:制造网格系统将逐渐成熟并走向联合，形成制造业企业的全球规模，如此众多资源的组织管理，涉及的管理因素有地理位置、拓扑结构、资源类型、资源间关系、用户需求等。（3）被监测资源具有本地控制优先权:制造网格将大量的制造资源联接起来进行共享，所加入制造网格的资源在交给网格统一调度的同时，资源本地仍然对该资源有优先的控制权，即制造网格的统一调度将要服从资源的本地调度，这必然增加制造网格资源管理的复杂度。 （4）制造资源的动态性:网络是一个变化不定的环境，通过网络传输的信息在一定的范围内有延时，甚至一段时间内网络不通。资源本地管理的策略
7、是不可预测的，制造网格允许资源的随时加入和退出，增加了资源管理的动态需求。与传统生产方式下的车间制造资源相比，云制造环境下车间制造资源具有如下特点： 1. 多样性 云制造的实现依赖于庞大的车间制造资源的信息库，车间制造过程的复杂性决定了制造资源种类的繁多，包括物料资源、设备信息、能源信息、制造过程质量信息、制造进度信息及人员信息等。 2. 异构性 云制造环境下车间制造资源常常是高度异构的，这种异构主要体现在资源形式的异构上，其主要原因在于制造资源信息库中的资源来源于分布在不同区域、不同企业、不同车间的制造系统中，而每一个制造系统都有其独特的资源形式。 3. 动态性 云制造环境下车间制造资源可以
8、自由的进入或退出云制造系统，资源的状态、制造能力、制造约束等都随时间而动态变化，为云制造车间实时制造调度与配置增加了难度。传统生产方式下的车间制造资源的特性一般是固定可知或状态变化有规律可循，而云制造下的车间制造资源特性是处于不断变化之中。 4. 自治性 自治性是指车间制造资源都拥有独自的本地管理组织，制造资源具有自治的能力。云制造系统中车间制造资源的使用必须遵循资源拥有者的管理策略，该资源首先是属于某一个企业或某一个车间，因此资源的拥有者具有最高优先级的使用权限，云制造允许拥有车间制造资源的企业、车间能够自由的支配可利用的制造资源，完成车间制造资源的自治性。 云制造环境下车间制造资源的上述特
9、点决定了其资源管理系统应当具备的功能和特点，还要隐藏资源的异构性，为用户提供统一的访问接口，屏蔽资源的动态性，保证用户访问的质量，尊重资源的本地管理机制，使资源能够更好的为云制造系统服务。-10- 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 -11- 试验的设备、CNC 数控机床、加工中心设备及某些专用的设备。 1) 人员信息 信息内容包括：人员姓名、年龄、性别、所属车间部门、工种等信息，该信息属于静态的信息。 2) 物料信息 信息内容包括物料的编号、名称、总数量、类型、当前的数量等。在物料没有进入加工过程中，可将物料的编号、名称、类型、总数量等定义为属于静态信息。当进行到加工状态，当前数量、物料的所在的
10、工位均属于动态信息。静态信息是在物料进入企业或车间便以静态的物料信息来事先采集存储，动态信息则需要实时的采集。 3) 制造设备信息 信息内容包括：设备编号、名称、型号、各种性能参数、运行信息等。其中设备的型号、形状、大小、功能参数、尺寸参数等属于静态信息；设备运行信息属于动态信息，主要有机床开停状态如运行、停机、空闲、报警等信息，机床工作状态如：主轴负载、主轴转速、进给速度、设备温度等信息。 2. 软资源 软资源与硬资源不同，不如硬资源的物理性质明显。主要是包括制造活动中所需的领域知识、过程数据、专业应用软件、制造过程模型等。领域知识包括：制造活动所涉及到的产品的设计、生产、实验和管理等方面的
11、、多领域的知识；专业应用软件包括制造过程所需的各种辅助制造的专业软件，例如：大家熟悉的 AutoCAD、Pro-E、Mat lab、UG 和 CATIA 等三维建模及仿真软件；制造模型主要是指产品制造过程中所需的各种计算模型、经验模型等，如：机械分析模型、模糊模型、神经网络模型、热力学分析模型等；制造过程数据也属于制造资源，其内容包括工装信息、车间进度信息、质量信息及零件加工状态信息等。 1) 工装信息 信息内容包括刀具、检具、夹具以及这些工具的编号、名称、型号、所在车间、进厂日期、性能等，属于静态的信息，通过建立与之对应的静态信息表预先采集存储工装信息，通过工具的编号可查询到相关工具的信息，
12、生产现场需采集完整的工装信息。 2) 车间进度信息 信息内容包括记录在各车间各工位上的加工完成状况，属于动态的信息，也需要按一定的时间间隔进行完整采集。 3) 质量信息 车间制造资源的质量信息包括在产品、产成品以及库存产品的质量状况、合格和报废产品的数量、回用产品的数量、使用产品的数量等，这些变量属于动态信息，对质量信息的采集可以根据时间段来设置。4) 零件的加工状态信息 主要包括：工件的完成状态和加工零件的 NC 程序的名称、程序运行的时间、加工程序终止时间、刀具型号及行走轨迹。不论哪种类型的制造资源都具有两种描述其性质的属性即静态属性和动态属性 。 静态属性描述制造系统在静止状态下每一个制造资源所预期拥有的基本状态， 一般可以通过制造资源的标识信息( 如资源名称 、 功能 、 使用情况等静态信息) 描述; 动态属性描述制造系统在运行过程中每一个制造资源实际具有的活动状态， 如制造资源在运行过程中的安全 、 可靠性等信息可追溯性定义为通过记录标识的方法确定某个实体来历用途和位置的能力,制造资源可追溯性指产品的原料或部件的技术状态 、 产品制造工艺及产品制造过程的可追溯性 。
