GB/T 25487-2010 网络化制造系统应用实施规范

　　ICS 35. 240. 50 J 07

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 25487—2010

　　网络化制造系统应用实施规范

　　Networked manufacturingsystem implementingspecification

　　2010-12-01发布 2011-05-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 25487—2010

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 术语和定义 1

　　3 网络化制造系统应用实施总体战略 3

　　4 网络化制造系统需求分析 3

　　5 网络化制造系统可行性论证 5

　　6 网络化制造系统总体设计 5

　　7 网络化制造系统工程实施 6

　　8 网络化制造系统运行维护 7

　　9 网络化制造系统应用实施工程项目管理 7

　　10 网络化制造系统应用实施支撑软件系统 8

　　附录 A (资料性附录) 网络化制造的体系结构及运行模式 9

　　附录 B (资料性附录) 网络化制造系统分析与建模方法 14

　　参考文献 16

　　Ⅰ

　　GB/T 25487—2010

　　前 言

　　本标准的附录 A 和附录 B均为资料性附录 。

　　本标准由中国机械工业联合会提出 。

　　本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归 口 。本标准主要起草单位 :北京机械工业自动化研究所 、清华大学 。

　　本标准主要起草人 :黄双喜 、黎晓东 、高雪芹 、陈天华 。

　　Ⅲ

　　GB/T 25487—2010

　　网络化制造系统应用实施规范

　　1 范围

　　本标准为企业进行网络化制造的应用与实施提供参考指南 。本标准给出了企业在应用和实施网络化制造系统时的总体指导方针 、需求分析方法 、系统设计内容 、应用工程的项目管理方法 ,并规范了网络化制造系统的实施 、运行和维护的步骤与任务 。

　　本标准适用于企业 、网络化制造咨询服务单位以及提供网络化制造技术支持的单位 。

　　2 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准 。

　　2. 1

　　参考体系结构 referencearchitecture

　　一套方法和框架 ,它通过结构化的方法论 、规范化的操作和支持工具来指导企业集成系统的设计和实现 。

　　2. 2

　　体系结构 architecture

　　系统(不论物理的或概念的对象或实体)中各部分的基本配置和连接的描述(模型) 。

　　注 : 针对系统集成有且只有两种体系结构 。它们是 :

　　a) 系统体系结构(有时又称为 “第 1类 ”体系结构)涉及系统的设计 。例如整个企业集成系统中的计算机控制系统部分 。

　　b) 企业参考项目(有时称为 “第 2类 ”体系结构)涉及诸如企业集成或其他企业开发计划的项 目 的开发与实施的组织 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 2] 2. 3

　　生命周期模型 lifecyclemodel

　　与生存周期有关的过程和活动的一个框架 ,也作为沟通和理解的通用参考 。

　　[GB/T 22032—2008,定义 4. 8] 2. 4

　　经营过程 businessprocess

　　企业活动的部分有序集 ,通过其执行来实现企业或企业某一部分的既定目标以达到某种期望的最终结果 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 5] 2. 5

　　企业 enterprise

　　共同承担确定使命 、目标和目的 , 以提供产品或服务等输出的一个或多个组织 。

　　注 : 该术语包括诸如广义企业 、虚拟企业等相关概念 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 6] 2. 6

　　框架 framework

　　表明概念化实体各组成部分彼此间相互关系的结构图 。

　　注 : 对照企业参考体(“第 2类 ”)系结构 ,这里所涉及的结构或各部分的相互关系都没有生命周期或时间关系 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 9]

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　　2. 7

　　生命周期 lifecycle

　　系统走完其全部生命历程所经历的一般阶段和步骤的有限集 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 11] 2. 8

　　项目 project

　　具有预定的起始与结束时间 ,根据规定的资源和需求承诺创建产品或服务的一个行动 。

　　[GB/T 22032—2008,定义 4. 12] 2. 9

　　方法论 methodology

　　(以文本 、计算机程序 、工具等方式提供的)指令集 ,是指导人们思考问题和解决问题的步骤和工作内容 。

　　注 : 在执行实体集成项目生命周期的各方面时 ,方法 论 描 述 或 规 定 了 企 业 工 程 和 集 成 的 过 程 。方 法 论 可 能 会 考 虑到所涉及的社会 、政治 、经济等方方面面 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 14]

　　2. 10

　　模型 model

　　为回答所研究的问题和表达真实事物的特定方面而采用任何形式(包括数学 、物理 、符号 、图形或文字描述等)对实际事物的抽象表达法 。

　　注 : 模型可用于描述企业活动或企业生命周期的不同阶段 。

　　[GB/T 18757—2008,定义 3. 16]

　　2. 11

　　阶段 stage

　　在一个系统的生命周期中与系统描述或系统自身的状态有关的一段时间 。

　　注 1: 阶段与系统在其生存周期中的进展和成果里程碑相关 。

　　注 2: 阶段可以是重叠的 。

　　[GB/T 22032—2008,定义 4. 14]

　　2. 12

　　系统 system

　　为达到一个或多个规定目的而组织起来的 ,相互作用的元素的组合体 。

　　注 1: 一个系统可被认为是一个产品或它提供的服务 。

　　注 2: 实际上 ,对系统含义的介绍通常通过使用一个联合名词来阐明 ,如飞行器系统 。或者 ,单词 “系统 ”可简单地由上下文相关的同义词来替代 ,如飞行器 ,虽然这可能使系统的观点不太明显 。

　　[GB/T 22032—2008,定义 4. 17]

　　2. 13

　　系统生命周期 system lifecycle

　　所关心的系统从概念到退役随时间的进化 。

　　[GB/T 22032—2008,定义 4. 20]

　　2. 14

　　网络化制造 networked manufacturing

　　企业利用网络技术开展产品设计 、制造 、销售 、采购和管理等一系列制造活动的总称 。

　　2. 15

　　网络化制造系统 networked manufacturingsystem

　　企业在网络化制造模式的指导思想 、相关理论和方法的指导下 ,在网络化制造集成平台和软件工具

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　　GB/T 25487—2010

　　的支持下 ,结合企业具体的业务需求 ,设计实施的基于网络的制造系统 。

　　2. 16

　　网络化制造技术 networked manufacturingtechnology

　　支持企业设计 、实施 、运行和管理的基于网络的制造系统所涉及的所有技术的总称 。

　　3 网络化制造系统应用实施总体战略

　　3. 1 应用实施方针

　　网络化制造系统的实施遵循 “战略导向 ,总体规划 ;需求牵引 ,分步实施 ;效益驱动 ,重点突破 ”的二十四字总体指导方针 。

　　“战略导向 ,总体规划 ”: 网络化制造系统为企业发展战略服务 , 以企业的长远发展战略和近期经营发展目标为基础进行总体规划 。

　　“需求牵引 ,分步实施 ”:企业网络化制造系统各分系统 、子系统以及功能模块的实施 ,需要根据企业对其需求的紧迫程度 , 以及企业的准备情况 、系统实施的难易程度制定出实施的先后顺序 。 当各方面的客观条件和准备工作就绪后 ,才稳妥地推进某特定分系统 、子系统或功能模块的实施工作 。

　　“效益驱动 ,重点突破 ”:企业网络化制造系统的实施以能为企业带来显著效益的环节为重点 ,并根据制造系统各分系统 、子系统以及功能模块需求的轻重缓急 ,选择相应的技术方案和实施策略进行重点突破 。

　　3. 2 应用实施方法

　　网络化制造系统应用实施所需的方法论包含三个部分 :参考模型 、建模方法和实施指南 。

　　a) 参考模型(参考体系结构)

　　网络化制造系统体系结构由一组代表整个网络化制造系统各个方面的多视图 、多层次的模型组成 , 网络化制造系统的应用实施需要参考模型给予具体的引导 ,需要为企业实施网络化制造系统提供一套系统参考模型 。

　　b) 建模方法

　　网络化制造系统应用实施有必要采用一套全方位 、多层次的系统建模方法 ,用于建立系统的功能模型 、信息模型 、组织模型 、资源模型 、过程模型 。

　　c) 实施指南

　　网络化制造实施指南包括网络化制造应用实施各阶段工作的结构化进程 、项 目管理方法以及质量保证应做的工作 。实施指南是对网络化制造应用实施整个进程的内容 、组织 、步骤和应有的工作进行结构化和标准化规范 ,保证网络化制造的应用实施过程能有条不紊地进行 。这里所提的结构化和标准化是指为达到网络化制造开发所应完成的一系列 目标而规定的各种活动的顺序及其内容与要求 。

　　3. 3 应用实施过程

　　网络化制造系统的应用实施过程包括需求分析 、可行性论证 、总体设计 、详细设计 、系统开发 、应用实施和运行维护几个阶段 。首先要针对具体的企业进行网络化制造系统应用工程的需求分析 。在需求分析的基础上进行网络化制造系统应用工程的总体设计 。根据总体设计 ,进行网络化制造系统的开发 、应用实施 、运行和维护 。 网络化制造系统的实施需要引进工程项目管理的方法 。

　　4 网络化制造系统需求分析

　　4. 1 需求分析的工作内容

　　需求分析工作是系统设计的出发点和依据 。 网络化制造系统的需求分析根据企业的具体情况 , 明确企业需要什么样的网络化制造系统 ,需要什么样的功能和性能 , 以及各种需求的紧迫程度 。 网络化制造系统需求分析的工作内容包括企业现状分析 、企业间协同需求分析 、问题与瓶颈分析 、目标分析和系

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　　统约束分析 。

　　4. 2 企业现状分析

　　a) 企业概况分析

　　分析企业的规模 、水平 、经济实力及地位 ,包括 :企业所属行业 ;企业在行业及整个国民经济中的地位 ;企业人数及其素质情况 ;企业的资产 、产值 、利税等生产经济指标 ;企业的地理分布 、分散情况 ,交通便利情况 ;企业的历史及演变过程 ;企业的体制 、组织机构等 ;企业其他有关情况等 。

　　b) 企业经营管理特点分析

　　企业产品种类及型号 ,产品技术含量 ,产品的结构特点 ;企业的生产方式 ;生产工艺特点 : 主要生产流程特点及先进程度等 ;企业设备特点 ;企业的经营特点 ;企业的财务成本管理特点等 。

　　c) 企业的组织机构和工作流程分析

　　分析企业的组织机构和企业经营过程 。

　　d) 企业生产流程分析

　　调查现有产品 、部件 、零件的生产流程和工艺路线 ,分析其合理性 。

　　e) 产品的市场占有率分析

　　通过国内市场需求分析 、国外市场需求分析和国内外同行竞争状况分析确定企业未来市场的占有率 。

　　f) 企业技术现状分析

　　对企业的设备基础 ,计算机资源情况 、各种自动化系统的应用情况 , 以及与上述有关的技术人员的水平 、能力等情况进行分析 。

　　4. 3 问题与瓶颈分析

　　问题与瓶颈分析研究企业发展战略 ,确定经营目标 ,分析企业组成系统的各环节存在的问题 ,然后予以改进 。 问题与瓶颈分析主要步骤和任务包括 :

　　a) 明确要解决问题的准确含义 ,并用确切的语言把问题表达出来 ;

　　b) 从质量问题出发先分析大原因 ,再以大原因作为结果寻找中原因 , 然后以中原因为结果寻找小原因 ,甚至更小的原因 ;

　　c) 分析问题和大 、中 、小原因之间的因果关系 ,并明确原因内容 ;

　　d) 找出主要问题与瓶颈 。

　　4. 4 网络化制造系统目标分析

　　4. 4. 1 总目标和阶段目标

　　网络化制造系统的总目标是确定一个企业网络化制造系统最终的发展方向 , 为实现企业生产经营战略目标服务 , 由企业领导和网络化制造系统总设计师共同反复讨论确定 。

　　网络化制造系统总目标是依据企业生产经营战略目标 ,企业实际情况和需求 , 当前所存在的薄弱环节及未来行业发展方向而制定 。

　　网络化制造系统应该分阶段实施 ,需要确定分阶段目标 。

　　阶段目标是总目标在某个阶段的具体化 ,分为近期阶段目标和远期阶段目标 。 近期阶段目标要明确 ,具体 、可操作性要强 ,完成后能产生相应的经济效益 。远期阶段目标可以宏观一些 , 当它变成近期阶段目标时再予以细化 。

　　4. 4. 2 功能、应用和效益目标

　　a) 功能目标

　　网络化制造系统功能目标应指出系统所具有的功能和性能 , 即针对企业的网络化经营活动 ,指出可以实现的计算机和网络技术应用内容 ,包括单元技术应用 、集成的水平 、系统的安全运行 ,尤其是与企业外部应用集成水平 。 网络化制造系统的功能目标 ,还须按分系统(包括企业内部和面向外部的各网络化制造分系统)进行细化 ,给出各分系统的功能目标 。

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　　b) 应用目标

　　指出功能的应用覆盖面 。 明确网络化制造系统实施各阶段的应用程度 。

　　c) 效益目标

　　指出实现网络化制造系统功能和应用后对解决企业存在问题并产生经济效益所做的贡献 。 网络化制造系统效益目标的制定考虑以下方面的内容 :优化企业产品结构 ; 提高劳动生产率 ; 提高生产能力 ;缩短产品开发和生产周期 ;提高产品质量 ; 降低生产成本 ;增强市场应变能力 ; 实现管理科学化等 。效益目标也同样要针对每个阶段给出 。

　　4. 5 系统约束分析

　　网络化制造系统的主要约束条件有 :

　　a) 系统范围 : 明确网络化制造系统所涉及到的子企业和部门 ,便于系统设计和实施 ;

　　b) 资金约束 :企业可用于网络化制造系统工程的资金 ,应明确指出可用的资金数量 ;

　　c) 资源约束 : 明确网络化制造系统需要使用和集成的资源以及信息提取 、转换 、传输的安全性 。

　　5 网络化制造系统可行性论证

　　5. 1 目的和任务

　　网络化制造系统可行性论证目的是确定是否要投资网络化制造系统应用实施 。任务是要确定本企业实施网络化制造系统的总体目标和主要功能 ,拟定集成的方案 , 比较并选定实施的技术路线 ,并从技术 、经济和社会条件方面论证集成方案的可行性和系统可靠运行的安全性 ,制定投资规划和开发计划 ,编写可行性论证报告 。

　　5. 2 可行性论证的工作内容

　　a) 组织队伍拟定可行性论证工作计划 ;

　　b) 了解并阐述企业的市场环境 、战略目标以及其外部条件 ;

　　c) 调查分析内部资源 ,找出缺陷与瓶颈 ;

　　d) 提出原系统改造的需求 ,确定实施网络化制造的目标 ;

　　e) 拟订网络化制造系统的集成方案 、运行系统的安全性 、环境要求以及拟采取的技术路线 ;

　　f) 提出开发过程的关键技术和解决途径 ;

　　g) 明确组织机构改变的相应需求及可能造成的影响 ;

　　h) 进行投资概算和初步成本效益分析 ;

　　i) 拟订系统开发计划 ;

　　j) 编写可行性论证报告 ;

　　k) 组织可行性论证报告评审 。

　　6 网络化制造系统总体设计

　　6. 1 总体设计的任务

　　总体设计的任务是确定本企业网络化制造系统的系统需求 、建立目标系统的功能模型 、确定信息模型的实体和联系 、提出网络化制造系统实施主要技术方案 。

　　6. 2 总体设计内容

　　a) 制定总体设计工作计划 ;

　　b) 系统需求分析 ,将可行性论证中提出的需求具体化为已有具体技术实现方案的需求 ;

　　c) 系统总体结构设计 , 明确系统体系结构的框架 ;

　　d) 分系统技术方案确定 ;

　　e) 系统功能模型及技术性能指标设计 ;

　　f) 确定系统信息模型 ;

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　　g) 确定系统内部 、外部接 口 ;

　　h) 确定开发方法和技术路线 ;

　　i) 提出关键技术及解决方案 ;

　　j) 规划系统软硬件配置 ;

　　k) 规划网络化制造应用实施环境和系统可靠运行的安全保障 ;

　　l) 确定详细设计任务及实施进度计划 ;

　　m) 编制有关设计报告和文档 。

　　6. 3 总体设计阶段

　　总体设计工作划分为下列几个阶段 :

　　a) 准备阶段 :接受和理解承担的总体设计任务书 ;制定总体设计大纲 ;组织队伍 , 明确分工;下达各分系统总体设计任务书 ;

　　b) 设计阶段 :完成总体方案的设计 ;

　　c) 文档报告编写阶段 :总体设计报告正文可按总体设计的工作内容编写 ;

　　d) 评审阶段 :组织项目内部和外部专家进行总体设计方案的评审 。

　　6. 4 总体设计的组织

　　企业要成立以一把手为组长的网络化制造系统领导小组 。 网络化制造系统的应用实施要由一把手直接领导 。领导小组要定期听取汇报 ,进行重大问题的决策和高层次的协调 ,并最后审定批准设计结果 。 总体设计实行总设计师负责制 。设计队伍应由企业内外专家共同组成联合设计组 , 负责各方面的设计工作 。

　　7 网络化制造系统工程实施

　　7. 1 工程实施任务

　　工程实施的任务是物理实现总体设计的内容 ,建设一个支撑网络化制造的系统 。 为此要完成应用软件编码 、安装 、调试 ,计算机硬件和生产设备的安装调试 ,全局数据库 、局部数据库和网络的安装调试 ,以及组织机构落实和人员定岗 。

　　7. 2 工程实施的内容

　　a) 制定并落实工程实施的计划 ;

　　b) 购买或制造硬件设备 ;

　　c) 硬件设备的安装 、调整 、测试及验收 ;

　　d) 建立试验数据库 ,加载典型数据做好测试设计 ;

　　e) 调试数据库 ;

　　f) 数据库加载 ;

　　g) 制定应用软件编程约定 ;

　　h) 程序开发 ;

　　i) 单元测试 ;

　　j) 程序联调 ;

　　k) 确定集成系统测试内容 ,准备测试环境 ;

　　l) 对子系统及分系统进行联调测试 ,并编写测试报告 ;

　　m) 总系统联调和测试 ;

　　n) 文档编制和完善 ;

　　o) 进行组织机构的调整与各类人员的培训 。

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　　8 网络化制造系统运行维护

　　8. 1 系统运行与维护的任务

　　网络化制造系统运行与维护的任务是保证投入运行后的网络化制造系统正常高效的运行 , 纠正在开发阶段产生而在测试阶段未发现的错误 ,改善系统功能和性能 。这一时期起始于系统开始运转 ,终止于被替代或报废 。 网络化制造系统运行维护有改正性的 、完善性的和适应性的三类维护 。

　　8. 2 系统运行与维护的工作内容

　　a) 完善各种操作规程和维护规程 ;

　　b) 做好备份和故障后恢复的准备 ;

　　c) 系统应用(操作)人员和维护人员的技术培训 ;

　　d) 系统运行状况记录 ;

　　e) 硬件资源维护 ;

　　f) 应用软件维护 ;

　　g) 技术基础结构维护 ;

　　h) 数据和数据文件维护 , 以及相应的安全保安工作 ;

　　i) 机构和人员的调整 ;

　　j) 定期进行系统运行评价 ,做出阶段报告 。

　　9 网络化制造系统应用实施工程项目管理

　　9. 1 应用实施工程项目管理生命周期

　　网络化制造系统应用实施工程项目管理的生命周期分为四个阶段 ,项 目启动 、项 目规划 、项 目执行和项目收尾 。

　　9. 2 应用实施工程项目计划

　　网络化制造系统应用实施工程项目计划作用 :减少不定因素 ,理清项 目 目标 ,提供评价项 目进度情况的基础 ,建立行动的指南和标准 , 确定工作人员的职责 。项 目计划包含项 目总貌 、项 目 目标 、项 目方针 、项目规程 、项目资源 、项目检验标准 、项目组织 、项目分解和问题预测 。

　　9. 3 应用实施工程项目调度

　　网络化制造系统应用实施工程项目调度应根据项目的交付期和有限的资源环境 ,对各个子项 目活动做出时间上的安排 ,确定各子项目的启动和完成日期 ,规划需要投入的人力 ,制定项目主调度计划 。

　　9. 4 应用实施工程项目资源分配

　　项目的资源包括人力 、物力和财力三个方面 。 网络化制造系统应用实施工程项目资源分配要作出资源分配计划 ,把现有的和将来有可能获得的资源 ,合理地分配到各个子项目的活动中去 。

　　9. 5 应用实施工程项目监控

　　网络化制造系统应用实施工程项目监控的目标是减小项目实施过程和项 目规划之间的差距 ,及时发现并及时修正实施过程中的偏差 。项目监控包含三种操作 :

　　a) 项目检测与监视 ;

　　b) 项目误差评判 ;

　　c) 项目控制 。

　　9. 6 应用实施工程项目组织

　　在项目人员之间建立组织管理上的联系 ,赋予项目人员明确的责任 ,协调好项目组织与企业组织机构之间的关系 ,使项目实施能够正常进行 。

　　9. 7 应用实施工程评价准则

　　网络化制造系统应用实施工程的效益由下列三部分组成 :

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　　a) 可计量效益 :可以按规定计量外部收益率和年金值 。还可以具体计算生产率的提高 、开发周期的缩短 、成本的降低 、劳动力的节省 、技术的提高 、设计成本的下降 、库存在制品的减少等因素带来的经济效益 。

　　b) 战略效益 :考虑下列因素 :

　　1) 市场竞争力 :满足市场变化的能力或绝对市场占有率 ;

　　2) 产品竞争力 :产品竞争力强指质量高 、交货时间短 、新产品开发能力强 、易满足顾客需求等用以赢得市场份额的因素 ,结果要体现在销售额上升比率高 ;

　　3) 改变批量能力或企业的柔性 ;

　　4) 提高企业知名度 ,改善形象 ;

　　5) 提高经营管理水平 。

　　c) 其他效益 :考虑下列因素 :

　　1) 改善技术人员和工人的工作条件 ;

　　2) 提高职工企业意识 ,增强凝聚力 ;

　　3) 有利于国际合作 ;

　　4) 提高职工技术 、文化素养 ;

　　5) 职工待遇 、企业文化 。

　　10 网络化制造系统应用实施支撑软件系统

　　网络化制造系统的 应 用 实 施 需 要 一 系 列 的 软 件 支 持 平 台 , 包 括 工 具 软 件 、应 用 软 件 和 集 成 支 持平台 。

　　a) 工具软件支持平台

　　网络化制造系统的工具软件包括建模工具 、项目管理工具 、操作系统 、数据库管理系统和系统开发工具等软件 。

　　b) 应用软件支持平台

　　企业网络化制造业务的开展 ,需要大量的应用软件平台的 支 撑 , 如 在 产 品 开 发 方 面 的 CAD/ CAE/CAPP/CAM/PDM/CPC等软件 ;在经 营 管 理 方 面 的 OA、MRP、MRPII、ERP、SCM、CRM、网络化产品销售和定制系统 、网络化分销管理系统等软件 , 在生产制造方面的 MES、FMS、DNC、网络化设备资源共享支持系统等相关软件 。

　　c) 网络化制造集成支持平台

　　企业网络化制造业务的开展一般均要涉及到产品生命周期多个环节 ;也将涉及多种应用软件的集成 ,包括信息集成 、功能集成和过程集成 , 还涉及企业间的人员和制造资源等方面的集成 , 因此 ,需要一套网络化制造集成支持平台 , 为企业基于 Internet/Intranet/Extranet开 展 网 络 化 制 造业务提供协同支撑环境 。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　网络化制造的体系结构及运行模式

　　A. 1 网络化制造的背景

　　网络化制造是在网络经济情况下产生并得到广泛应用的先进制造模式 。与其他先进制造模式的产生和应用背景一样 , 网络化制造这种先进制造模式的产生也是需求与技术双轮驱动的结果 。需求是网络化制造模式产生和应用的基础 ,技术是网络化制造模式使能的条件 。对网络化制造模式的需求一方面来自于市场竞争的压力 ,另一方面来自于企业提高自身生产经营管理水平的需要 。信息技术与网络技术 ,特别是因特网(Internet)技术的迅速发展和广泛应用 ,促进了网络化制造这一先进制造模式的研究和应用 。

　　在经济全球化 、信息和服务网络化的大趋势下 , 网络化制造技术和系统能够较好地满足企业开展市场竞争的核心需求 , 因而 ,近些年来关于网络化制造的研究 、开发与应用得到了广泛的重视 ,发展速度非常迅速 ,取得了丰富的成果 ,形成了一整套网络化制造相关的理论 、方法 、工具 、系统和应用体系 。在其发展过程中 ,存在以下相关的概念和定义 :

　　a) 分布式网络化制造系统

　　面对网络经济时代制造环境的变化 ,传统的组织结构相对固定 、制造资源相对集中 、以区域性经济环境为主导 、以面向产品为特征的制造模式已与之不相适应 ,需要建立一种市场驱动的 、具有快速响应机制的网络化制造模式 ,这将是当前乃至今后若干长的时期内制造业所面临的最紧迫的任务之一 ,是制造企业摆脱困境 ,赢得市场 ,掌握竞争主动权的关键 。分布式网络化制造系统是 一种由多种 、异构 、分布式的制造资源 , 以一定互联方式 , 利用计算机网络组成的 、开放式的 、多平台的 、相互协作的 、能及时灵活地响应客户需求变化的制造系统 ,是一种面向群体协同工作并支持开放集成性的系统 。其基本目标是将现有的各种在地理位置上或逻辑上分布的异构制造系统/企业 ,通过其代理连接到计算机网络中去 , 以提高各个制造系统/企业间的信息交流与合作能力 ,进而实现制造资源的共享 ,为寻求市场机遇 ,及时 、快速地响应和适应市场需求变化 ,赢得竞争优势 ,求得生存与发展 。”

　　b) 分散网络化制造

　　分散网络化制造的目标是利用不同地区的现有生产资源 ,把它们迅速组合成为一种没有围墙 、超越空间约束 、靠电子手段联系 、统一指挥的经营实体 , 以便快速推出高质量 、低成本的新产品 。

　　c) 区域性网络制造系统

　　区域性网络制造系统是指在一定区域(如省 、市 、地 、县) 范围内 ,采用官产学研的组织模式 ,在计算机网络(包括因特网和区域局域网)和数据库的支撑下 ,动态集成区域内的企业 、高校 、研究院所及其制造资源和科技资源 ,所形成的一个包括网络化的区域性制造信息系统 、区域性制造资源系统 、区域性虚拟仓库及其网络化的销售系统 、网络化的产品协同开发系统 、虚拟供应链及其网络化的供应系统等分系统和网络化的区域性技术支持中心及服务中心的 、一个开放性的现代集成制造系统 。 区域性网络制造系统能够充分调动地方政府的积极性 , 能够通过网络特别是区域宽带网络有效地优化利用区域内的制造资源和科技资源 ,能够从整体上提高一个区域内企业的市场竞争能力 , 因而受到不少地方政府的重视和欢迎 。

　　A. 2 网络化制造的定义

　　A. 2. 1 网络化制造的概念

　　网络化制造具有以下特征 :

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　　a) 网络化制造是基于网络技术的先进制造模式 ,它是在因特网和企业内外网络环境下 ,企业组织和管理其生产经营过程的理论与方法 ;

　　b) 覆盖了企业生产经营的所有活动 , 网络化制造技术可以用来支持开展企业生产经营的所有活动 ,也可以覆盖产品全生命周期的各个环节 ;

　　c) 以快速响应市场为实施的主要目标之一 ,通过网络化制造提高企业的市场响应速度 ,进而提高企业的竞争能力 ;

　　d) 突破地域限制 ,通过网络突破地理空间上的差距给企业的生产经营和企业间协同造成的障碍 ;

　　e) 强调企业间的协作与社会范围内的资源共享 ,通过企业间的协作和资源共享 ,提高企业(企业群体)的产品创新能力和制造能力 ,实现产品设计制造的低成本和高速度 ;

　　f) 有多种形态和功能系统 ,结合不同企业具体情况和应用需求 , 网络化制造系统有许多种不同的形态和应用模式 ,在不同形态和模式下 , 可以构建形成具有不同功能的多种网络化制 造 应 用系统 ;

　　g) 技术内容丰富 , 网络化制造的研究与应用实施中涉及大量的组织 、使能 、平台 、工具 、系统实施和运行管理技术 ,这些技术的研究和应用既可以深化网络化制造系统的应用 , 同时又可以促进先进制造和信息技术的理论 、方法和工具系统的研究与发展 。

　　A. 2. 2 网络化制造的内涵

　　a) 网络化制造

　　网络化制造是企业为应对知识经济和制造全球化的挑战 、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模式 。通过采用先进的网络技术 、制造技术及其他相关技术 ,构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统 ,并在系统的支持下 , 突破空间地域对企业生产经营范围和方式的约束 ,开展覆盖产品整个生命周期全部或部分环节的企业业务活动(如产品设计 、制造 、销售 、采购和管理等) ,实现企业间的协同和各种社会资源的共享与集成 ,高速度 、高质量 、低成本地为市场提供所需的产品和服务 。 网络化制造定义中所指的网络技术包括因特网 、企业内联网和企业外联网技术 ;企业间协同包括产品设计协同 、制造协同 、供应链协同和商务协同 ;社会资源包括制造资源 、智力资源和环境资源 。作为一种先进制造技术与网络技术结合的先进制造模式 , 网络化制造为企业指出了在网络环境下 ,通过企业间协同 ,集成和利用全社会资源开展企业的生产经营管理活动的指导思想 ,在这一指导思想下 ,结合企业具体应用需求 ,构建特定的基于网络的制造系统 ,为企业的业务运作提供系统和工具上的支持 。 因此 , 网络化制造既包括了通用的基础性的网络化制造模式 、理论和方法 ,又包括结合企业具体需求构建的各种形式的网络化制造系统 ,还包括一批支持网络化制造系统的规划 、组织 、设计 、实施 、运行和管理的技术 。

　　b) 网络化制造系统

　　网络化制造系统是企业在网络化制造模式的指导思想 、相关理论和方法的指导下 ,在网络化制造集成平台和软件工具的支持下 ,结合企业具体的业务需求 ,设计实施的基于网络的制造系统 。这里所指的制造 ,是大制造的概念 ,既包括传统的车间生产制造 ,也包括企业的其他业务 。根据企业的不同需求和应用范围 ,其设计实施的网络化制造系统可以具有不同的形态 ,每个系统的功能也会有差异 ,但是它们在本质上都是基于网络的制造系统 ,如网络化产品定制系统 、网络化产品协同设计系统 、网络化协同制造系统 、网络化营销系统 、网络化资源共享系统 、网络化管理系统 、网络化供应链管理系统 、网络化设备监控系统 、网络化售后服务系统和网络化采购系统等 。

　　c) 网络化制造技术

　　网络化制造技术是支持企业设计 、实施 、运行和管理基于网络的制造系统所涉及的所有技术的总称 。

　　A. 3 网络化制造系统体系结构

　　网络化制造系统是一个运行在异构分布环境下的制造系统 ,在网络化制造集成平台的支持下 ,帮助

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　　企业在网络环境下开展企业业务和实现不同企业之间的协作 。 图 A. 1 给出了网络化制造系统的体系结构 。

　　图 A. 1 网络化制造系统的体系结构

　　网络化制造系统的体系结构从内到外分为五层 。

　　第 1层为市场和客户 , 即网络化制造系统是以市场和客户为中心 ,满足客户需求和赢得市场竞争是实施网络化制造系统的核心目标 。

　　第 2层是为满足市场和客户需求而组成的由多个企业通过建立合作伙伴关系形成的企业联盟 ,具体包括制造商 、供应商 、销售商 、承运商和其他合作伙伴 。根据客户和市场需求 ,企业联盟协作完成从原材料获取 、产品设计与制造 、配送分销到售后服务的全过程 ,通过产品和服务满足客户需求获得利润 ,并实现所有合作伙伴的 “多赢 ”。企业联盟中的制造商是指产品制造企业 ;供应商包括制造商的供应商和供应商的供应商 ,供应商主要是零部件生产企业和原材料供应企业等 ;销售商包括分销商和零售商等 ;承运商是指负责产品 、零部件和原材料运输的企业 ;其他合作伙伴包括企业形象策划公司 、设计伙伴 、物流管理伙伴 、知识资源提供者 、管理顾问和信息提供者等 。企业形象策划公司负责长期的网络联盟企业的形象策划 、品牌宣传和广告宣传等工作 ;设计伙伴可以是高等院校 、科研院所 、设计公司以及独立设计人等 ;物流管理伙伴是专门的物流解决方案提供者 , 以第三方后勤方式来管理和优化网络联盟企业的物流 ;知识资源提供者拥有网络联盟企业所生产产品的知识产权和专有技术等 ,为网络联盟企业提供知识产权使用权和关键技术支持 ;管理顾问可以是咨询公司 、高等院校 、科研院所和管理专家等 ,负责为网络联盟企业的组织机构设立 、变更 、运作 、管理 、业务流程组织和优化等管理问题提供方案 、咨询和实施支持 ;信息提供者可以是咨询公司 、市场研究机构(含高等院校和科研院所) 或个人等 , 负责为网络联盟企业收集 、分析与市场 、技术和产品等相关的信息 。其他合作伙伴的工作可以看作第三方后勤服务的扩展 ,一个单位或个人可以担当上述合作伙伴中的多个角色 。

　　第 3层为网络化制造系统提供基础使能服务支持 ,具体包括协调中心 、信息服务中心和技术支持中心三个部分 。 网络化协调中心提供联盟企业结盟和权限管理等使能服务 ,如企业入盟申请的审批 、入盟注册 、数据访问权限的授予 、安全保障与病毒防范等 。信息服务中心为联盟成员提供公共信息的存储 、发布和查询服务 ,如网络联盟企业组织原则 、合作伙伴情况(包括技术专长和生产能力等) 、任务分配信息 、项目和任务进展情况 、产品和原材料库存情况等 ;技术支持中心为网络联盟企业的运作提供技术支持和技术服务 ,与软硬件供应商 、系统集成公司等一起维护网络化制造系统的各支撑分系统和功能分系统的正常运行 。上述三个中心可以建立在一个企业或组织中 ,也可以分布在多个企业或组织中 ,这些中心可以由网络联盟企业中的核心企业建立和维护 ,也可以委托网络联盟企业外的中立支持中心来承担 。

　　第 4层是支持业务运行的网络化制造应用系统层 ,包括电子商务分系统 、供应链管理分系统 、网络

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　　化协同设计分系统 、网络化制造执行分系统和知识管理分系统等 。 电子商务分系统的功能包括产品发布 、定单获取 、财务管理及相关的电子支付 、电子交易流程管理等 ;供应链管理分系统完成供应链组织 、合作伙伴任务分配 、协同采购 、销售计划管理以及制造过程优化等功能 ,合作伙伴基于供应链管理分系统发起和组建供应链 ,并在此基础上完成任务分配和监控 ,并协调供应商 、制造商 、分销商和零售商等合作伙伴之间的生产 、供应和传递等任务 ,优化产品制造过程的物流路径 ,平衡合作伙伴库存 ,达到降低成本 、提高供应链效率和客户满意度的目标 ,最终使供应链达到整体最优并实现合作伙伴 “多赢 ”; 网络化协同设计分系统支持产品制造商与零部件制造商 、原材料供应商和设计伙伴甚至客户 ,通过网络并行和协同地进行产品设计 、零部件设计 、材料选择 、工艺规划 、虚拟加工和虚拟装配 。产品制造商的设计伙伴可以是设计院所 、高等院校 ,甚至是独立设计人 ,通过网络将企业以外的这些设计资源和设计人员集成在一起为企业所用 ,在不增加大量投入的情况下 ,能很快提高企业的产品设计和开发能力 ; 网络化制造执行分系统完成网络化制造资源的配置和运行管理 ,它在网络化集成制造系统中建立相关企业的加工设备 、装配设备 、检测设备和运输设备等制造资源的数据库 ,将这些企业及其制造单元作为制造执行代理(Agent)加入到系统中 ,根据制造任务和相关制造数据适时地完成原材料供应 、零部件加工和产品生产(加工和装配)等工作 ,并及时反馈生产信息 ;知识管理分系统完成公共知识库和专有知识库的建立和管理 ,维护相关企业 、高等院校和研究院所拥有的专有技术 、开发能力和人才等信息 , 以及独立设计人的技术和能力信息 ,在 此 基 础 上 支 持 合 作 伙 伴 间 的 知 识 有 偿 共 享 、技 术 转 让 以 及 合 作 开 发 知 识 的 权 利共享 。

　　第 5 层 是 网 络 化 制 造 系 统 的 基 础 环 境 , 具 体 包 括 涵 盖 Internet/Intranet/Extranet的 网 络 支 撑 环境 、跨不同地域及异构的数据库互联的支撑环境和基础数据库(产品数据库 、制造资源数据库 、基础数据库) 、基础技术标准体系(标准 、规范 、系统体系结构 、网络化制造系统实施指南) 及网络化制造相关标准与协议等 ,它们共同支撑着整个网络化制造系统的运行 。

　　A. 4 网络化制造的运行模式

　　根据制造业的发展历史和现状 ,现代制造企业的组织形态和关联模式可总结为以下几种 : 独立企业 、企业集团 、制造行业 、制造区域和动态联盟 。针对不同企业组织形态和关联模式 ,应建立相应的网络化制造系统模式 ,包括面向独立企业的网络化制造系统 、面向企业集团的网络化制造系统 、面向行业的网络化制造系统 、面向区域的网络化制造系统和面向动态联盟的网络化制造系统 。

　　a) 面向独立企业的网络化制造系统

　　由于独立企业在人才 、技术 、资金 、设备和市场等方面资源的有限 , 面对激烈的市场竞争 ,企业的产品开发 、经营管理 、生产制造和市场销售等方面的能力已渐显不足 ,并在很大程度上影响到了企业的竞争能力 ,企业在充分组织 、集成和优化企业内部各种资源的同时 ,利用现代信息技术 ,联合和集成企业外部的技术力量和制造资源 ,进行网络化协同产品开发 、物资供应 、生产制造和市场开拓 , 已成为广大独立企业发展的重要思路之一 , 因此面向独立企业的网络化制造系统 ,一方面要建立企业内部网络化制造系统 ;另一方面在此基础上还要建立面向企业外部的网络化协同产品开发 、网络化敏捷供应 、网络化设备资源共享 、网络化市场运作等网络化支持系统 。

　　b) 面向企业集团的网络化制造系统

　　面向企业集团的网络化制造系统 ,在集团内需要建立一个企业信息化支持平台 ,促进现代企业集团组织结构向扁平化和敏捷化方向的发展 ;在集团外与独立企业类似 ,也需要建立一个与外部资源开展产品开发 、物资供应 、生产制造和市场开拓等网络化协作的支撑平台 。 由于企业集团在组织架构上是以母公司性质的集团公司为核心 , 因此面向企业集团的网络化制造系统可以在核心层集团公司的技术支持和组织协调下进行总体规划和系统建设 。首先 ,根据企业集团成员与母公司的紧密程度和成员之间的业务关系 ,分别建立各成员单位的网络化制造系统 ,在核心层和紧密层具有与面向独立企业网络化制造系统相类似的体系结构 ,在半紧密层和松散层 ,则根据其在企业集团具

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　　体业务关系建立相关的网络化制造支持系统 ;其次 ,要在集团公司重点建设一个面向整个企业集团的网络化制造平台 ,包括网络化协同设计与制造 、网络化敏捷供应链管理 、网络化分销商管理 , 以及企业产品网络化销售和定制系统等功能分系统 。一方面实现企业集团成员网络化制造系统之间在信息 、功能和过程上的集成 ,促进企业集团内部的制造资源优化利用和市场综合竞争能力的提高 ;另一方面 ,利用该平台建立企业集团全球化的产品协同开发 、物资配送 、生产制造和市场运作支持系统 , 以支持企业集团的跨国经营和企业集团及其成员单位与其他企业开展全球性的网络化制造业务 。

　　c) 面向行业的网络化制造系统

　　面向行业的网络化制造系统的重点应为整合行业制造信息和技术资源 ,建立一个能支持整个行业产业链协作(如产品开发 、物资采购 、市场营销 、以及设备 、技术和人才资源共享等)的行业性网络化制造服务平台 。从而实现整个制造行业管理经营理念的突破 ,提高行业企业产品创新能力 、灵活应变能力 、抗御风险能力和行业整体竞争能力等 。 面向行业的网络化制造系统 ,可以通过行业性管理机构或行业协会组织行业内外相关的技术支持力量 ,按照市场化运作机制 ,建立一个行业性网络化制造工程技术中心 , 同时行业性管理机构或行业协会也是该中心的组织和管理机构 。在该中心的技术支持和管理协调下 ,建立一个面向整个行业的网络化制造平台 。

　　d) 面向区域的网络化制造系统

　　区域经济是我国经济发展最快和最具活力的组成部分之一 。不同地区由于受着各自不同的发展历史背景 、不同的地理位置状况 、不同的制造资源配置以及不同的区域市场特点等多种因素的影响 ,从而形成了一系列的各具特色的区域经济发展模式和制造业发展模式 。 面向区域的网络化制造系统体系结构需要结合区域制造业构成特点 , 以整个区域的各种制造资源(包括信息资源 、网络资源 、技术资源 、设备资源等)的整合和优化利用为核心 ,综合提高整个区域制造业的技术水平 、管理水平和市场竞争能力 ,从而系统地促进区域经济的发展 。具体实现的方式为 :充分利用地方政府的支持和协调作用 ,利用计算机网络(Internet和区域宽带网) ,整合区域的科技资源和技术力量 ,按照市场化运作机制 ,建立一个网络化的区域性制造技术支持和服务中心 ,建立一系列面向整个区域制造企业的区域性网络化制造的功能系统 ,包括区域性网络化的制造信息系统 、区域性虚拟研究所及网络化协同产品开发支持系统 、区域性网络化销售和定制支持系统 、区域性网络化产品销售和博览中心 、区域性网络化敏捷供应链管理系统 、区域性网络化设备资源共享及优化利用系统等 ;在区域性网络化工程技术中心技术支撑和一系列网络化制造功能系统的应用支持下 , 区域内制造企业利用 Internet和区域宽带网络便可以开展各种网络化制造业务 。

　　e) 面向动态联盟的网络化制造系统

　　动态联盟是敏捷制造的一种核心理念 ,它是为了响应已经或即将出现的市场机遇 , 由若干个优势互补的企业临时快速地组成一个联盟 。各成员企业分别发挥各自的优势或核心能力 ,快速 、低成本 、高质量地开发出新产品以投放市场 ,并按一定的方式共享利益 、分担风险 , 当市场需求消失时 ,联盟又迅速解体 。企业通过参与动态联盟 ,可以发挥自身的专长 ,利用已有的技术基础和生产条件来完成新产品的开发和生产 。动态联盟已经成为当今企业合作模式的一种主要发展趋势之一 。 面向动态联盟的网络化制造系统体系结构 ,应强调以市场订单(包括实际订单和市场预测订单) 为驱动 , 以成员企业资源优化组合为核心 , 以利益分配为基础 , 以项目管理为纽带 , 以法律体系为保障 ,以计算机网络和面向动态联盟的网络化制造平台为支撑 。其功能主要包括市场机遇的捕捉与分析 、联盟伙伴的优化选择 、动态联盟运行的项目管理 、动态联盟的重构和解散等 。

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　网络化制造系统分析与建模方法

　　B. 1 引言

　　网络化制造系统由一组模型来描述 , 这些模型描述了网络化制造系统的功能结构 、特性和运行方式 ,更加深入地分析和描述网络化制造系统的本质特征 。需要基于所建立的系统模型进行网络化制造系统的设计实施 、系统改进和优化运行 。如在进行网络化制造系统规划设计时 ,对目标系统进行全面的定义 ;通过网络化制造系统的建模发现当前网络化制造系统存在的问题 ,进而改进当前网络化制造系统结构或优化系统运行等 。

　　B. 2 网络化制造系统模型

　　由于网络化制造系统的复杂性 ,只从某一角度来描述网络化制造系统的体系结构难以反映网络化制造系统的各个方面的特性以及各方面之间的内在有机联系 。 只有用多视图才能对网络化制造系统作出整体的描述 。 网络化制造系统模型包括了功能视图 、资源视图 、过程视图 、信息视图和组织视图等五个视图 :

　　a) 功能视图 :描述网络化制造系统中较为稳定的静态功能组成(静态视图)和动态功能联系(动态视图) ;

　　b) 信息视图 :描述网 络 化 制 造 系 统 的 信 息 结 构(静 态 视 图) 、信 息 流 动 和 信 息 处 理 过 程(动 态 视图) ;

　　c) 资源视图 :描述网络化制造系统中的设备 、物流等系统资源配置(静态视图) 以及资源流模型(动态视图) ;

　　d) 组织视图 :描述网络化制造系统中的组织构成(静态视图)和组织方式(动态视图) ;

　　e) 过程视图 :描述制网络化造系统中涉及上述四个视图的业务流程构成(静态视图) 与运行过程(动态视图) 。

　　B. 3 网络化制造系统分析与建模参考方法

　　图 B. 1 给出了网络化制造系统模型的主要内容及参考建模方法 。 网络化制造系统由一组从五个角度描述网络化制造系统的动态视图 、静态视图和一组建模 、分析方法集所组成 。

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　　图 B. 1 网络化制造系统模型及参考建模方法

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 18757—2008 工 业 自 动 化 系 统 与 集 成 企 业 参 考 体 系 结 构 与 方 法 论 需 求(ISO 15704:2000,IDT)

　　[2] GB/T 22032—2008 系统工程 系统生存周期过程(ISO/IEC 15288:2002,IDT)

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　　中 华 人 民 共 和 国

　　国 家 标 准

　　网络化制造系统应用实施规范

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　　中 国 标 准 出 版 社 出 版 发 行

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　　2011年 3 月第一版

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　　书号 : 155066 · 1-41865

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