網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)的信息資源需求探討

北京工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 王彬

在全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的大背景下，現(xiàn)代制造業(yè)已經(jīng)開始朝集成化、敏捷化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化制造[1-2]已經(jīng)成為了制造業(yè)的主要發(fā)展趨勢。現(xiàn)代制造企業(yè)所面臨的環(huán)境和制造模式已經(jīng)發(fā)生了根本的改變：制造企業(yè)目前所面臨的環(huán)境已經(jīng)變成了一個需求拉動生產(chǎn)的環(huán)境，不再是生產(chǎn)拉動需求的環(huán)境，由于用戶的需求呈現(xiàn)出個性化、多樣化的特點，而市場上的競爭日趨激烈，傳統(tǒng)的制造理念已經(jīng)不再完全適用，所以現(xiàn)代制造業(yè)為了謀求長遠(yuǎn)的發(fā)展，需要探索新的生產(chǎn)和管理理念來迅速響應(yīng)用戶多樣化、個性化需求的挑戰(zhàn)；從制造模式的角度來看，制造流程中涉及的采購、設(shè)計、制造、銷售等環(huán)節(jié)，已經(jīng)不可能再局限于某一個企業(yè)或者某一個集團(tuán)，制造企業(yè)之間的合作成為了一種必然的發(fā)展趨勢。

網(wǎng)絡(luò)化制造雖然在一定程度上解決了一些問題，但是仍然存在著一個嚴(yán)重的問題，那就是缺乏關(guān)于企業(yè)供需合作關(guān)系的信息。例如，網(wǎng)絡(luò)化制造需要判斷哪些產(chǎn)品制造廠家和零部件供應(yīng)廠家可以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)合作。雖然目前一些網(wǎng)站中展示出了企業(yè)的一些基本信息，但是面對網(wǎng)站中成千上萬條信息，有信息需求的企業(yè)需要對網(wǎng)站中的企業(yè)信息進(jìn)行整理、對比、分析，才能夠從中發(fā)現(xiàn)滿足需求的信息。

1 網(wǎng)絡(luò)化制造

清華大學(xué)范玉順[3]教授認(rèn)為：“網(wǎng)絡(luò)化制造是企業(yè)為應(yīng)對知識經(jīng)濟(jì)和制造全球化的挑戰(zhàn)，實施以快速響應(yīng)市場需求和提高企業(yè)（企業(yè)群體）競爭力為主要目標(biāo)的一種先進(jìn)制造模式。通過采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建面向企業(yè)特定需求的基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng)，并在系統(tǒng)的支持下，突破空間地域?qū)ζ髽I(yè)生產(chǎn)經(jīng)營范圍和方式的約束，開展覆蓋產(chǎn)品整個生命周期全部或部分環(huán)節(jié)的企業(yè)業(yè)務(wù)活動（如產(chǎn)品設(shè)計、制造、銷售、采購、管理等）實現(xiàn)企業(yè)間的協(xié)同和各種社會資源的共享與集成，高速度、高質(zhì)量、低成本地為市場提供所需的產(chǎn)品和服務(wù)。”其本質(zhì)是由多組織組成的動態(tài)虛擬組織間協(xié)調(diào)資源共享并快速響應(yīng)高度客戶化市場需求[4]。網(wǎng)絡(luò)化制造主要優(yōu)勢包括以下幾方面。

1.1 敏捷性

主要體現(xiàn)在兩個方面：一是通過實施網(wǎng)絡(luò)化制造，來提高企業(yè)的創(chuàng)新能力，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場和用戶的需求，來提高企業(yè)的競爭力；二是網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)根據(jù)用戶需求的變化，能夠靈活、快速地對系統(tǒng)的運行方式進(jìn)行快速重構(gòu)。只有在應(yīng)對市場變化的過程中，及時迅速地響應(yīng)這一變化，根據(jù)其做出調(diào)整的企業(yè)，才可能在競爭激烈的市場中站穩(wěn)。

1.2 網(wǎng)絡(luò)化

突破了空間地域的限制，通過網(wǎng)絡(luò)化制造突破企業(yè)在異地協(xié)同上的阻礙，網(wǎng)絡(luò)化制造已不再是一個企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動，需要多個企業(yè)聯(lián)結(jié)起來，這些企業(yè)有可能不在一個省，甚至是不在一個國家，這就需要打破地域的限制。企業(yè)通過利用網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)，可以對遠(yuǎn)程的資源和過程進(jìn)行控制和管理，也可以像面對本地用戶一樣，方便地與遠(yuǎn)在千萬里之外的客戶、合作伙伴、供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)同工作。

1.3 協(xié)同化

這是網(wǎng)絡(luò)化制造模式區(qū)別于其他先進(jìn)制造模式的主要特點之一，通過協(xié)同來提高企業(yè)間合作的效率、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低制造成本、縮短整個供應(yīng)鏈的交貨周期。按照網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)支持的協(xié)同范圍和層次，可以將協(xié)同分為企業(yè)間協(xié)同、供應(yīng)鏈協(xié)同、產(chǎn)品設(shè)計協(xié)同、產(chǎn)品制造協(xié)同、客戶與供應(yīng)商協(xié)同。不同的協(xié)同有不同的技術(shù)內(nèi)涵和目標(biāo)，也有各自的實施技術(shù)和支持環(huán)境。

2 網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)的信息資源需求

2.1 網(wǎng)絡(luò)化制造中的制造資源

在網(wǎng)絡(luò)化制造背景下，制造資源不再僅僅是指生產(chǎn)設(shè)備和人力資源兩部分，它既包括企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部資源要素，同時還包括企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)以外的其他要素。根據(jù)不同需求或問題對制造資源的分類方法也不同，張大勇、徐小飛等[5]在研究敏捷虛擬企業(yè)資源建模時將資源分為物料類資源和支持類資源兩大類。王正成[6]從資源提供者的角度，按照各階段制造資源屬性及其在整個活動過程中發(fā)揮的作用將制造資源分為7大類，分別為服務(wù)類、軟件類、信息類、設(shè)備類、物料類、人力類及知識類。高長云等[7]以產(chǎn)品為核心將制造資源分為9類：產(chǎn)品、物料類、設(shè)備、資金、人力資源、知識、軟件、硬件、信息。

由于制造資源的來源和作用不同，導(dǎo)致了它們在描述方式和存儲結(jié)構(gòu)上存在一定的差異。而在網(wǎng)絡(luò)化制造中，我們需要將這些分布在不同地理位置的海量異構(gòu)的制造資源進(jìn)行整合與集成，形成一個虛擬的集中資源，方便制造資源的共享，這就需要對網(wǎng)絡(luò)化制造資源進(jìn)行建模，主要的建模技術(shù)方法是采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)或基于本體的方法。面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)化制造資源建模基本上是在對資源分類的基礎(chǔ)上，采用統(tǒng)一建模語言進(jìn)行建模并用可擴(kuò)展標(biāo)記語言實現(xiàn)[6-7]。而基于本體的建模是為了解決資源描述語義不一致問題而提出的解決方案[8-9]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)的需求分析

2.2.1 網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)的供需合作關(guān)系

在網(wǎng)絡(luò)化制造的環(huán)境下，參與其中的企業(yè)是形成制造網(wǎng)絡(luò)的主要節(jié)點，制造企業(yè)之間的合作形成了制造網(wǎng)絡(luò)。參與網(wǎng)絡(luò)化制造的企業(yè)之間的合作具有動態(tài)性，存在合作關(guān)系的制造企業(yè)在完成某一項任務(wù)后，其合作關(guān)系可能會解散，也可能會快速重組，形成新的聯(lián)盟。參與網(wǎng)絡(luò)化制造的企業(yè)面臨兩重挑戰(zhàn)：一是如何快速找到所有滿足需求的網(wǎng)絡(luò)化制造供給方，二是如何高效確定合適的網(wǎng)絡(luò)化制造供給方。

以汽車制造商和零部件供應(yīng)商之間的供需合作關(guān)系為例，對于汽車制造商來說，哪些零部件供應(yīng)商可以滿足它的需求，汽車制造商如何快速地獲得這些零部件供應(yīng)商的各類信息，從而進(jìn)一步確定是否可以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)合作；同樣的，對于零部件供應(yīng)商而言，它供應(yīng)的零部件可以為哪些汽車制造企業(yè)服務(wù)，如何快速獲取需要該零部件的企業(yè)信息。

2.2.2 制造資源的調(diào)度問題

當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)化制造模式（如ASP等）的研究重點是如何使分散的制造資源能夠通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，強調(diào)的是如何匯聚資源，協(xié)同完成一個制造任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)化制造主要是強調(diào)通過網(wǎng)絡(luò)將大量的異構(gòu)制造資源整合、集成，形成一個虛擬的資源中心，從而為網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)提供制造資源的共享。在應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)化制造強調(diào)將一個復(fù)雜的制造任務(wù)分解成簡單任務(wù)，使這些簡單的任務(wù)并行運行，最后匯集成企業(yè)所要的結(jié)果，強調(diào)的是“分散資源其中使用[10]”。

由于缺乏對資源服務(wù)的集中管理和運營，服務(wù)提供者的利益沒有保障，也就沒有動力持續(xù)提供高質(zhì)量的制造服務(wù)，而服務(wù)需求者由于缺乏連續(xù)的高質(zhì)量服務(wù)，無法保障制造任務(wù)的質(zhì)量，導(dǎo)致服務(wù)供需雙方對網(wǎng)絡(luò)化制造的服務(wù)模式都存在不滿。因此，不僅要將分散的資源集中起來使用，還要“集中資源分散使用[10]”，也就是將分散在不同地區(qū)的制造資源集中起來，形成虛擬的資源中心，進(jìn)而為分布在不同地區(qū)的用戶提供制造服務(wù)。

3 云計算與云服務(wù)

3.1 云計算與云服務(wù)的概念

云計算是利用分布式處理技術(shù)、并行處理技術(shù)和網(wǎng)格計算技術(shù)形成的一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型計算技術(shù)。云計算技術(shù)將分布在各種服務(wù)器、個人電腦、移動電話和所有能夠接入互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的軟件資源、硬件資源和應(yīng)用服務(wù)視為計算資源。由于這些計算資源具有動態(tài)性、可伸縮性、可擴(kuò)展性且可實現(xiàn)虛擬化，在學(xué)術(shù)界和IT業(yè)界被稱之為“云”。云計算技術(shù)具有強大的并行處理能力，能夠并行處理所有計算資源，并且以服務(wù)的方式提供給所需用戶。云計算用戶不必關(guān)心其服務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和現(xiàn)實服務(wù)的方式，以此形成的服務(wù)被稱為云服務(wù)。云服務(wù)將分布在不同地區(qū)的信息資源進(jìn)行整合，并重新部署形成云。云服務(wù)主要有以下的特點。

3.1.1 實現(xiàn)資源的共享

互聯(lián)網(wǎng)將資源集合在一起，而云服務(wù)則是進(jìn)行信息的整合、存儲和共享，在云服務(wù)中各種資源被集中在一個虛擬的資源池，便于將所有資源充分利用起來，當(dāng)有閑置的資源時即將其分配給需要資源的服務(wù)器，從而提高了資源的利用率。用戶可以在任何位置、任何時間，使用終端就獲取所需要的資源。

3.1.2 按需提供，按量計費

云服務(wù)將各種資源放在了云端，用戶使用時則進(jìn)行下載，就如同使用水、電一樣方便，不需要重復(fù)購買各種軟硬件資源，節(jié)省了購買和維護(hù)系統(tǒng)的費用。云服務(wù)根據(jù)不同時間不同客戶所需要的不同資源量進(jìn)行快速的分配或是回收，這樣既可以保證系統(tǒng)繁忙時對客戶需求的滿足，又保證閑置時資源的回收，而客戶則只需要根據(jù)自身的使用量支付相應(yīng)的費用即可。

3.1.3 具有動態(tài)性

云服務(wù)是自治的，其管理對客戶來講是透明的，服務(wù)器的硬件和存儲是能夠進(jìn)行自動配置的，以此來滿足客戶的各種需求。云服務(wù)可以實現(xiàn)動態(tài)部署、動態(tài)調(diào)度和動態(tài)回收各種資源，以此來高效地滿足客戶的資源需求。

3.1.4 實現(xiàn)多對多的服務(wù)

云服務(wù)提供者可以同時為多個客戶提供服務(wù)或是資源，而相對的，一個客戶也可以由多個云服務(wù)提供者來提供所需資源或是服務(wù)，而不再僅僅局限在一個客戶只能由一個提供商提供所需資源。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化制造環(huán)境下的云服務(wù)模式

云服務(wù)具有自動搜索功能，能夠?qū)Ψ植荚诓煌貐^(qū)的制造企業(yè)進(jìn)行分布式搜索，得到有關(guān)制造業(yè)企業(yè)的基本信息資源、研發(fā)信息資源、設(shè)計信息資源、生產(chǎn)組裝信息資源、產(chǎn)品器件信息資源、運輸倉儲信息資源等信息，并對這些信息進(jìn)行統(tǒng)一描述，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化之后封裝成多種多樣的服務(wù)模式，并分類存儲在云中，便于制造企業(yè)根據(jù)自身的需求調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)，為參與網(wǎng)絡(luò)化制造的有關(guān)企業(yè)提供自動、快速、便捷的智能服務(wù)。

云服務(wù)具有自動匹配、智能匹配的功能，能夠有效利用制造網(wǎng)中有關(guān)企業(yè)的各類信息資源，自動捕捉參與網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)的供需信息，智能匹配網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)間的供給與需求，自動發(fā)現(xiàn)制造企業(yè)之間最佳的供需合作關(guān)系。使得制造企業(yè)能夠快速、準(zhǔn)確地在多對多的供需關(guān)系中找到最佳的合作對象，能夠調(diào)整現(xiàn)有制造網(wǎng)絡(luò)中的合作關(guān)系，或形成新的制造企業(yè)合作網(wǎng)絡(luò)。

云服務(wù)具有自主推送功能，在分布式搜索和數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)制造企業(yè)的需求，根據(jù)該需求在云中進(jìn)行智能匹配，發(fā)現(xiàn)滿足企業(yè)需求的若干制造企業(yè)，即該制造企業(yè)的潛在合作對象，將其中滿足閾值條件的制造企業(yè)信息推送給該制造企業(yè)，有利于制造企業(yè)之間建立起來更加優(yōu)化、穩(wěn)定的合作網(wǎng)絡(luò)，有利于制造企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著制造業(yè)競爭日益加劇以及用戶需求日益多樣化、個性化的需求，網(wǎng)絡(luò)化制造模式開始出現(xiàn)了一些弊端，不能夠很好地滿足參與網(wǎng)絡(luò)化制造的企業(yè)的各種需求，而云服務(wù)的出現(xiàn)恰好為網(wǎng)絡(luò)化制造帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，能夠快速滿足制造企業(yè)的需求，為網(wǎng)絡(luò)化制造企業(yè)提供自動化、智能化服務(wù)。

[1] 李伯虎,張霖,王時龍.云制造面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造新模式[J].計算機(jī)集成制造系統(tǒng),2010,16(1).

[2] Xiong Feng, Zhang Zhongzhen, Liu Yanwu. The Study on Network Collaborative Manufacturing System.Proceedings of the First International Workshop on Knowledge Discovery and Data Mining,2008.

[3] 范玉順,劉飛,祁國寧.網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)及其應(yīng)用實踐[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[4] 王正成,潘曉弘.網(wǎng)絡(luò)化制造資源服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控研究[J].管理技術(shù),2006(11).

[5] 張大勇,徐曉飛,王剛.UML-XML 集成的敏捷虛擬企業(yè)資源建模方法[J].中國機(jī)械工程,2003,14(5).

[6] 王正成.網(wǎng)絡(luò)化制造資源形式化建模及實現(xiàn)[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報,2009,26(5).

[7] 高長元,祁凱.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下制造資源建模研究[J].決策與統(tǒng)計,2011(3).

[8] Peng Xin, Zhao Wenyun, Xue Yunjiao, et al.Ontology-Based Feature Modeling and Application-Oriented Tailoring[C]//Proceeding of the 9th International Conference on Software Reuse,Torino:2006.

[9] 張權(quán),姚遠(yuǎn),胡慶夕,等.網(wǎng)絡(luò)化制造領(lǐng)域本體知識建模的研究[J].計算機(jī)應(yīng)用,2008, 28(8).

[10] 李伯虎,張霖等.云制造——面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造新模式[J].計算機(jī)集成制造系統(tǒng),2010,16(1).