面向纹织行业的网络化制造服务模式研究与应用

　　网络化制造是企业面对知识经济和制造全球化的挑战而实施的、以快速响应市场需求和提高企业(企业群体)竞争力为主要目标的一种先进制造技术。在网络化制造环境下，企业通过充分利用网络技术，特别是Internet，跨越不同企业之间的空间差距，使制造空间充分外延，通过企业之间的信息集成、功能集成、组织集成和知识集成，实现企业间的资源共享、优势互补、优化组合配置，从而有效降低产品成本，缩短上市时间，提高整个产业链和制造群体的竞争力。

　　目前，网络化制造系统集成平台的发展趋势已由信息集成向服务集成逐步迈进。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。本文首先对网络化制造模式进行了分析论述，然后以纹织行业为对象给出具体的应用平台实施方案。

　　1制造服务集成模式

　　制造网络系统，就是通过网络将分散在不同企业中的设计、制造、管理、信息和技术资源通过封装和集成，形成一个面向提供各类制造服务(这里的制造指大制造，包括企业生产经营的一切活动)和支持制造企业协同的制造网络系统，然后通过网络化制造系统集成平台完成不同企业的软件系统或制造资源之间的互联与交互，实现跨企业的产品开发和设计、制造、销售、采购、管理等一系列活动的深层次集成与优化。网络化制造系统集成平台的制造服务来源于多种渠道，既有平台自身提供，也可以来自第三方开发;平台应具有对各种服务形式的广泛支持，实现专业制造服务的灵活集成。从服务集成角度，根据服务的实现特点、需要的平台支持，抽象出不同种类服务的集成模式，便于平台对大量第三方服务的集成需要。

　　1.1软件类服务

　　大量的制造专业服务体现为软件，或者用软件的形式进行封装，如OA、CRM、CAE、CAD、协同工作等，特别是随着web service技术的发展，基于Web的松散集成有了标准的形式，更加方便和便捷。从软件的运行形式看，软件服务基本上可以分为以下几类：

　　1)浏览器/服务器形式

　　用户从Web客户端的软件界面操作应用软件，并从远端Web服务器回送结果。这是计算机技术以来最稳定的技术平台，本质上是一种客户机技术，且取消了所有在客户机侧的维护工作，客户端只需安装和配置相关的浏览器插件;提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础，数据保存于远端服务器。

　　这种方式适用于基于数据库的管理软件，如ERP，CRM，财务软件，网络化OA系统等。

　　2)客户端/服务器形式

　　这种模式将应用一分为二，服务器负责数据管理，客户机完成与用户的交互任务。

　　一般情况下，提供商按照集成规范改造应用软件，并部署到平台。用户下载客户端软件，但使用过程中关键操作必须由服务器来控制，服务器端与客户机端通信与交互由Socket或中间件模型决定，使用者在定购了服务后，下载客户端软件，在每次使用时须与服务器链接，从而控制了使用权限。

　　这种模式具有强壮的数据操纵和事物处理能力，以及数据的安全性和完整性约束，但对客户端要求较高;适合CAD，PDM，图案设计软件等。

　　3)客户间协同服务

　　协同包括设计的协同、生产任务的协同等，采取客户一服务器一客户方式，提供给用户客户端软件，但需要通过服务器进行协同。对于此类服务，平台需提供一定的虚拟存储空间、在线浏览工具、在线设计工具和存放协同信息的数据库支持等。首先某用户发布能够提供或者需要对某项任务进行协同工作的信息，若另外一个用户需要或者能够提供此项任务，定购此服务，则两者的一些信息将记录到数据库中，平台将为两用户开辟一定的虚拟存储空间。用户使用时将可以在平台中利用平台提供的工具进行协同设计、生产等活动。

　　此类服务主要用在企业间图纸和技术资料的传送与在线浏览、生产任务的异地进程监控、跨企业的产品并行设计制造等。

　　4)计算类服务

　　服务器端运行独立的计算程序，用户只需提供原始数据，从服务器回送计算结果。平台需要提供存储计算数据的数据库和一定的虚拟空间支持。类似于客户间协同服务，用户发布了具有某项计算能力的服务，若另一用户需要此类计算服务，定购服务，则将信息记录到数据库中。另外每次计算所传参数将写入数据库，所传附件将存入虚拟空间里，最后计算结果也将存在数据库中，最后读出返回给用户。

　　此类适合于较为复杂的运算，如仿真，复杂三维场景渲染，CAE等。通过Web service，网格计算等方式支持。

　　1.2数据服务

　　1.2.1存储服务

　　在平台服务器端开辟虚拟存储空间，提供海量数据存储和动态备份服务等。包括数据中心、备份中心等。

　　1.2.2数据加工、转换服务

　　包括不同CAD文件的数据格式转换，数据加工(分析)等。

　　对于数据服务的服务集成，平台需要提供数据库支持和虚拟空间支持。使用者首先按照付费方式定购服务，则将定购信息写入数据库，并为用户开辟一定的存储空间供用户使用。

　　1.3实物类制造服务

　　借助平台辅助实现实物类的制造服务，但原始数据获取需要借助实物实现，如模型反求，材料分析;或结果以实物方式体现，如快速成型，NC加工，热处理等。平台主要通过服务索引，提供数据传输通道等方式对服务提供支持，使用者通过平台可以查询到提供者，两者需要在平台外进行实物的交互。

　　1.4知识类服务

　　1.4.1培训、监理.咨询服务

　　开展专业技术培训、信息化工程监理、咨询等服务，通过平台进行服务的宣传和信息传递，接受在线报名、保存文档、资料等;并可以开展在线培训、论坛等。

　　1.4.2图案、图纸库

　　在平台建立行业共性零、部件图纸库，设计图案库，工艺库等方式，供用户选择和有偿使用，提供设计图纸、图案等版权转让。

　　1.4.3设计、分析服务

　　服务提供商不仅是提供软件租用和计算结果，而且提供设计人员和设计知识，完成客户的设计、分析需求，并对结果进行分析，提供分析报告或知识加工;适合于较为复杂的服务如CAE分析，委托设计服务等。平台对此类服务的集成可以采用项目制方式，即通过平台建立供需双方间的交互渠道和数据传输通道，通过启动一个服务流程，在平台提供的流程控制下完成服务过程。

　　2面向纹织行业的网络化制造服务模式集成应用

　　2.1软件类服务应用

　　纹织物的设计是一个复杂、繁琐的工作过程：它由纹样设计及筛选、产品工艺设计、意匠绘制、配色设计等一系列程序组成。使用纹织软件进行产品设计，按照1)扫描分色;2)意匠编辑;3)装造计算;4)轧孔变算四个步骤。前两步处理过得到的结果是以“*.PIC”为文件名的意匠文件;经第3步处理的结果是以“*.CAR”为文件名的装造文件;经第4步处理过的信息以“*.PUN”为纹板轧孔文件名，其中纹板轧孔文件作为纹织设计与提花机传递信息的媒介在设计部门和生产部门之间流转。

　　以上纹织软件的设计过程涉及了客户提交需求、企业进行设计和轧孔生产的过程。同时在实际的工作流程中还存在着大量工作流任务的交互，包括需求商讨、图样评估和企业协同等过程。纹织网络化制造服务平台基于纹织软件的设计过程，集成工作流的管理，来实现客户和企业以及企业之间的数据传送、任务传递和服务调度。具体的流程图如图1所示。

　　图1服务平台流程图

　　纹织网络化制造服务平台把客户和企业以及企业之间的业务流程有机的整合在一起。客户向系统提交业务申请，系统将表单信息记录到数据库中。表单根据工作流管理系统预先设计的执行逻辑，在客户和相关企业间进行流转。客户只需登录平台，就可以查看、管理所有的待办和已完成的业务;根据业务的进度情况，对企业提出修改或者改进建议。在客户提交表单或修改意见时，系统将自动从相关数据库中存取相关信息;同时，客户可以为流程中的每一步定义催办时间和催办间隔。对于工作流程中的相关信息，包括待办业务、催办请求等信息，服务平台采用电子邮件、系统短消息等方式提醒客户和企业，并将处理结果自动存入数据库中。

　　2.2协同服务应用

　　在面向行业服务的网络制造系统中，通过服务组合，根据用户需要将相关的服务有机地集成起来，向用户呈现一个新的ASP服务，来满足用户的个性化需要。这种由多个ASP服务通过集成组建跨企业的动态联盟组织，是服务集成的高级阶段，更具有系统化和智能。

　　动态联盟的建立从发起到ASP服务动态联盟解散，可分为发起任务、业务分析、业务过程建模、服务评价与选择、动态联盟建立、组合服务执行与监控、组合服务结束和动态联盟解散等阶段，可以看出，基于ASP的动态联盟系统实质上是对一系列服务的集成，包括资源信息集成、功能集成以及支撑技术集成。其中资源信息集成是对不同订单企业信息、制造商信息、制造资源配置信息、制造资源访问、制造资源搜索、产品展示、行业信息、供求信息等的集成管理。

　　由于行业内企业的分工不同，单个企业可能只具有设计或织造能力，客户业务请求的处理就将涉及到多个不同的企业。在以往的企业协同过程中采用人工的方式来进行，因为人为因素造成的流程与预先规定的分歧，再加上工作过程中的一些客观因素，都会造成工作流程特定环节的严重脱节。通过使用工作流管理，纹织网络化制造服务平台系统为企业提供了业务信息按照指定的流转方式和条件进行流转的平台，使得企业在计划、生产和销售上成为互相依赖的整体，根据需要协同工作。企业在登录平台后，可以看到工作流控制下由上一协同企业传递过来的任务;当处理完工作队列中的任务后再将结果送出，工作流管理系统将自动根据路由条件将结果发送至工作流下一个环节的协同企业，直到整个工作流程结束。在工作流管理下企业可以通过任务列表来随时查看和处理属于自己的工作流任务。

　　这种集成方式，通过高度发达的信息技术和通讯技术进行分散互利的合作，突破了企业之间传统的长期固定的合作关系，从严格的多层递阶结构改变为面向任务的扁平化的动态递阶结构，具有分布式系统的特点，使用封装为服务的资源也实现了跨地域的选择。如此优化配置了企业资源，使企业能以低成本、高质量和高性能完成生产任务，一旦合作任务完成，合作关系便宣告解除，是一种暂时的、空间跨度很大的合作形式，进一步提高了企业竞争力。

　　2.3纹织图样库应用

　　纹织网络化制造服务平台拥有大容量图样库，包括各种图样设计图以及产品图片，图库的标准全部参数化，在应用上极为灵活方便。企业只要登录就可发布自己的图样，在网页上展示自己的设计或产品并可随时进行维护、添加，不断扩充。平台的图样库功能为企业提供了展示和宣传自身实力的平台，是开展电子商务的基础。一方面企业可以根据客户提供的图样并通过与客户或其他企业的协作来进行敏捷设计和生产，另一方面客户也可根据企业图样库选择满足自己需求的图样进行快速定制生产。客户只要从平台上选择自己喜欢的图样，其他的都可以交给企业来完成。

　　大容量的高速数据库存储系统为图样的海量存储提供了基本保障。为了快速有效的进行图样的查找，本平台针对纹织图样的特点和图像检索的发展现状，在图样库中采用了基于关键码和基于属性的数据库查询技术。

　　使用基于关键码即图样编号的精确搜索，搜索结果是唯一的，但对用户来说，难于记忆。借助于一个纹织图样具有若干属性的特点，平台又提供了基于属性的搜索方法进行模糊查询，用户可通过包括经线、纬线纱线种类、经线密度，纬线密度、纱线粗细、针数、纱线颜色排列等多方面属性与或非的组合关系，获得满足自己需求范围的图样。

　　3总结及其展望

　　本文研究了制造专业技术服务的集成和应用，并在面向纹织行业的网络化制造系统上进一步探讨了协同服务的过程和组织。在上述研究的基础上，基于J2EE架构开发了纹织网络化制造服务平台，为广大中小型制造企业提供专业服务。设立了纹织设计服务、软件租用、图样库、商务平台、用户管理、平台介绍、热点新闻、技术专题和增值服务等模块。平台界面如图2所示。

　　图2平台界面

　　面向行业服务的网络化制造系统是制造业适应制造全球的发展趋势，这方面的研究将继续开展并进一步深入，下一步工作将着重解决集成规范、安全保障、软件租用等问题，并将加入印染等技术的工作流程管理和软件服务，进一步丰富网络化制造服务平台的功能。