敏捷制造依賴于各種現(xiàn)代技術和方法,而最具代表性的是敏捷虛擬企業(yè)(簡稱虛擬企業(yè))的組織方式和虛擬產(chǎn)品的設計、開發(fā)手段。
組織虛擬企業(yè)的企業(yè)稱為盟主企業(yè),參與虛擬企業(yè)的企業(yè)稱為盟員企業(yè)。在敏捷制造環(huán)境下進行虛擬產(chǎn)品的協(xié)同設計,可以使虛擬企業(yè)中成員的設計水平和效率得到快速提高,從而縮短產(chǎn)品的上市時間,提高企業(yè)的競爭能力和生存能力。
1 基于客戶需求的產(chǎn)品虛擬設計
基于客戶需求的產(chǎn)品開發(fā)模式能夠針對用戶需求確定企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略,可以使產(chǎn)品的功能和性能根據(jù)用戶的具體要求進行改變,使產(chǎn)品的設計、制造和服務全程面向用戶;通過產(chǎn)品模型的虛擬設計方法,應用Web技術和虛擬現(xiàn)實技術設計開發(fā)原型系統(tǒng),可以讓用戶在遠程參與定義產(chǎn)品的尺寸、款式、顏色和其他屬性。
虛擬制造為虛擬企業(yè)提供了全方位的支持,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質實現(xiàn),即采用計算機仿真和虛擬現(xiàn)實技術,在計算機上群組協(xié)同工作,實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、工藝規(guī)范、加工制造、性能分析、質量檢驗以及企業(yè)各級工程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質工程,以增強制造過程的管理與控制能力。虛擬制造分為三類:面向設計的虛擬制造、面向生產(chǎn)的虛擬制造、面向控制的虛擬制造。
為了進行虛擬產(chǎn)品設計,應當提供一個協(xié)同的虛擬設計環(huán)境。虛擬環(huán)境下的產(chǎn)品設計包括從概念設計、詳細設計到數(shù)字樣機支持下的各種性能的分析和仿真,并在各種技術的支撐下,實現(xiàn)產(chǎn)品設計階段的虛擬化?;诳蛻粜枨蟮漠a(chǎn)品虛擬設計體系結構如圖1所示。

2 網(wǎng)絡化產(chǎn)品協(xié)同設計
2.1 網(wǎng)絡化產(chǎn)品協(xié)同設計體系結構
面向敏捷制造企業(yè)的開放式協(xié)同設計環(huán)境,是企業(yè)適應產(chǎn)品個性化需求的必然要求,協(xié)同設計的根本目的是智力共享、資源共享,旨在以物質資源共享為基礎,如軟件資源共享、設備資源共享等;通過網(wǎng)絡將分布在不同地域、不同行業(yè)或不同專業(yè)特長的智力資源有機地組織起來,綜合各方優(yōu)勢,提高產(chǎn)品的整體設計水平。
網(wǎng)絡化產(chǎn)品協(xié)同設計的體系結構包括用戶層、協(xié)同應用服務層和數(shù)據(jù)庫服務層。用戶層為用戶提供統(tǒng)一的協(xié)同設計環(huán)境,使設計人員方便地進行預期的功能操作。應用服務層包括協(xié)同應用和網(wǎng)絡通信,主要負責協(xié)同活動發(fā)起、終止,維護協(xié)同過程中用戶的加入、退出等協(xié)同控制,實現(xiàn)各設計人員之間的數(shù)據(jù)交換和功能交互,同時利用網(wǎng)絡技術提供網(wǎng)絡協(xié)同工具,保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)、用戶控制命令、協(xié)同信息等能正確到達各用戶。數(shù)據(jù)層提供各種共享數(shù)據(jù)庫,并利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)來管理這些數(shù)據(jù),以保證數(shù)據(jù)在任何時刻的完整性、統(tǒng)一性和版本的正確性。
2.2 網(wǎng)絡化產(chǎn)品協(xié)同設計的模式
虛擬企業(yè)中不同的盟員企業(yè)在設計過程中涉及的CAD、CAE、CAPP等軟件各不相同,軟件的運行平臺和操作系統(tǒng)也不盡相同,根據(jù)設計任務要求和網(wǎng)絡環(huán)境條件可以采用不同的協(xié)同模式。協(xié)同環(huán)境下的協(xié)同模式可以分為協(xié)同環(huán)境下的協(xié)商模式、異步模式和同步模式三類。
2.2.1協(xié)同環(huán)境下的協(xié)商模式
設計人員的交流不通過對模型對象的操作來實現(xiàn),而是在模型之上通過協(xié)商的方式來交流,如E—MALL、電子白板、文件傳輸、音頻會議等。這是一種簡便、有效的協(xié)作方式,由于協(xié)作者不對底層模型進行操作,就避免了許多沖突。
2.2.2 協(xié)同環(huán)境下的異步模式
通過協(xié)同工具(如會議軟件NetMeeting)建立一個多媒體會議系統(tǒng)來支持異地協(xié)同設計。設計用戶可以將CAD圖形文件通過文件傳輸功能發(fā)送給協(xié)同設計用戶,協(xié)同設計用戶可以參考此文件或對此文件進行修改,并把結果返回給設計用戶。
2.2.3 協(xié)同環(huán)境下的同步模式 實時協(xié)同設計模式指多個設計用戶在