針對模具企業網絡化制造的需求和存在的問題，結合模具企業的現狀，提出一個適合于華南地區模具制造企業特色的模具網絡化制造協同平臺體系框架，并在此基礎上開發面向華南地區模具企業的協同制造系統的多種功能模塊。最后，以一個模具設計和制造過程為例，驗證模具網絡化協同平臺運行的正確性和有效性。
        模具設計制造過程是一個典型的多企業間協作的過程，沒有任何一個模具企業能夠包攬整副模具從設計、開發、采購、制造和交貨的全過程。在模具設計制造過程中，模具企業與產品企業(即模具企業的客戶)之間、模具企業與供應商之間、模具企業與其他外協加工合作企業之間存在廣泛的和密切的協作需求，其中包括對產品設計模型或實物模型的理解，模具設計過程中碰到的問題(比如發現產品設計的缺陷或者模具無法實現的設計要求等)，模具設計進展，設計模型的最終確認，試模、修模情況等與客戶的溝通；與供應商就模具標準件、模具非標件、模具材料和工具等方而的溝通；與合作伙伴就關鍵設備工作狀態和工期進行溝通等。

1 模具企業的現狀

        與上海、浙江等地的模具企業(專業化程度高)不同，華南(廣州)地區的模具企業有6000余家，其特點是模具的專業化程度較低，企業“大而全、小而全”，例如，一個中小模具企業既做汽車模具，又做家電模具、玩具模具等。華南(廣州)地區模具企業的這種缺少專業分工的現狀直接導致的兩大后果是：                          

        1)資源難以共享。山于每個模具企業“麻雀雖小、五臟俱全”，模具企業之間互不求人，協作需求不強，各自為戰，分散經營，每當遇到大訂中一時一家企業難以獨自承接，因而丟失訂單；而當沒有訂單時，企業設備資源又大量閑置。這種情況在中小模具企業普遍存在；                                                                           

         2)模具制造質量不高。由于缺少專業分工和協作，中一個企業在市場上缺乏競爭力，為了搶到訂單，企業間競相壓價，導致模具價格越來越低，一些在市場上相對有些實力的企業在這種環境卜也只能虧木經營。

        針對這一現狀，木課題組于2004年底對廣州市模具行業幾十家企業進行調研，發現目前大部分企業間協作的主要形式仍然普遍采用傳統的(E-mail、電話溝通或出差面談等)協作方式；而基于E-mail來傳遞產品CAD模型或模具CAD模型，實現企業間協作，尚屬于一種初級協作，它存在以下問題：                                       

   1)合作雙方要求具有相同的CAD軟件平臺，才能瀏覽相應的產品數據模型，這對模具企業和客戶都造成極大的協作困難；                                                            

  2)模型文件往往較大，E-mail傳遞受到郵箱容量、網絡帶寬和網速等因素的制約；

  3)協作的信息與過程管理是分離的，不能進行協作信息和協作過程的自動管理；

  4)知識產權難以保護。

         此傳統的協作和溝通方式效率低、成本高，己經不能滿足市場對模具產品快速交貨的需求。一些企業在與國外客戶合作時，利用lnternet網絡，通過E-mail傳遞產品CAD模型和模具CAD模型。目前在珠三角廣泛采用OEM (Original Equipment Manufacture)制造模式，其典型的協作過程如下：中標后，企業從國外客戶的電子商務平臺(網站)下載產品CAD模型，進行模具設計，上傳模具設計模型給客戶確認，然后進行模具制造和產品批量制造。

2 華南模具網絡化協同平臺系統框架

        企業為擺脫而臨的困惑和解決這一問題，迫切需求模具協作過程的信急化和自動化。一個中等規模的模具企業，一般有幾十套模具同時設計生產，需要一個有效的協作管理工具來支持。當前有效的方法是利用協作項目管理平臺及其產品可視化工具，可支持多CAD/CAM系統(包括Pro/E , UG, Solidworks , Catia, AutoCAD等珠三角模具企業常用系統)數據格式的轉換和模型瀏覽圈閱，并實現對過程數據和流程的自動化管理。這種協作平臺在國外跨國公司、國內如珠三角的一些大型產品制造企業正在得到應用。同時，利用公共協作平臺，采用會員制租用模式進行協作，也日益得到業界認同和實踐，美國EDS公司利用其產品evis.com平臺、PTC公司利用其產品Windchill Pro-jectLink 和 Windchill PartsLink建立了相應的ASP協作平臺，國外如施樂等公司租用來支持全球協作。

        筆者基于網絡化協同產品開發(Networked Collaborative Product Development NCPD)的思想，以模具設計與制造過程的協同項目管理為核心，構建模具企業協同設計平臺，以實現模具企業對外協作數據和協作過程的有效管理，實現模具企業與客戶、合作伙伴、供應商等制造鏈集成。

2.1 協同平臺的系統框架及基本構成

       華南模具網絡化協同平臺由兩大平臺組成。

       1)企業信息與資源共享平臺，即公共資源信息平臺，它為所有的企業用戶提供公共的資源信急搜索與查詢，如模具企業、模具設備、模具設計、模具標準件、模具非標件、模具原料/輔料采購、模具工具/輔具采購、模具人才與技術、模具業務代理以及模具專家知識庫，包括技術服務功能模塊；為會員企業提供網絡增值服務，如國外標準、設計技術、咨詢服務。

        2)模具協同設計與制造平臺，為核心合作伙伴或聯盟企業之間的業務流程提供協同平臺解決方案：項目管理，網絡會議，虛擬團隊，產品瀏覽等。其基木功能及組成如圖1所示。

2.2 設計方案

        珠三角的模具制造企業與港、臺、歐、美企業之間的合作比較普遍，跨國、跨地域的出差和電話等傳統協作方式成本高昂。此外，由于模具制造業是客戶驅動性制造業的典型代表，屬于面向資源的工程訂貨類型，因此制造資源的高投入與訂單的隨機性存在矛盾。

         一方面，為了獲得模具訂單，模具制造企業必須投資購買相應的模具制造設備，而如果配置完備所有必須的設備，往往需要很大的投資，這筆投資對于廣大的中小模具制造企業是一個很大的負擔。

        另一方面，由于模具訂單的隨機性，使得昂貴設備的利用率往往不能得到充分保證，因此購買昂貴設備的經濟性往往受到很大的影響。因此經過長期的運作實踐，模具行業已經逐漸達成了協作的共識，即資源共享，風險共擔。

        通過實現協作過程管理的信息化和自動化，達到模具企業制造設計數據的快速傳輸、共享與使用以及制造資源的共享，具體系統方案實施框架如圖2所示。

3 華南模具網絡化協同平臺的功能模塊設計和開發

3.1 華南模具網絡化協同平臺總體功能

        華南模具網絡化協同平臺的功能較多，在模具門戶網站上也提供大量的功能，結構功能樹見圖3。

3.2 協作功能和文檔資料共享功能

        模具協同設計平臺主要具有協作功能和文檔資料共享功能，具體包括項目管理、資源分配、模型可視化、網絡會議、文件夾、用戶管理、組織管理等，系統功能結構如圖4所示。

        1)協同項目管理功能：實現對項目生命周期的管理，包括項目創建、項目信急管理、項目任務管理(分解和分配、任務進度狀態跟蹤、項目進度“預警”)等；項目共享文件夾為項目成員提供資料共享的空間；項目會議為項目組成員之間開展網絡實時會議提供環境，包括會議的創建和管理，基于產品/模具模型的會議交流，會議紀要的生成等。

        2)模型可視化功能：對模具設計2D/3D模型，通過適應網絡環境下協同需求的輕量化處理后，提供模型結構(結構樹管理)、模型瀏覽(旋轉、平移、縮放、測量)、批注圈閱(圈閱、文字批注)等功能。

        3)組織管理功能：為模具企業提供對合作伙伴(包括客戶)的管理，同時，實現模具設計數據對組織的隔離。

        4)管理工具功能：提供用戶管理和權限管理功能；并為模具協同設計與制造平臺用戶提供共享工具的下載、注冊和技術支持等。

4 系統運行的實例及分析

4.1 系統測試流程

       基于上述系統，本文采用如圖5所示的流程對協同平臺的各功能進行驗證。

4.2 測試數據

        具體的測試內容包括產品設計、模具結構設計、模具造型、模具分析、模具加工過程進程監控。在整個系統中，發包企業給模具網發出訂單信急，經過模具網的篩選，確定其合作伙伴，合作伙伴查看后，上傳數據信急到協同平臺上，并查看確認或修改信急。這樣協同平臺統一管理數據，并帶來很大的方便，也不需要點對點的數據傳遞，發包企業可以直接查看任務，并且可以對其評價滿意度。

4.3 測試結果

4.4 結果分析

        從以上分析可得，針對傳統的基于E-mail、ftp、光盤CD等傳遞產品CAD模型和初級的協作方式，本項目解決了如下的關鍵技術問題。

        1)異構系統的接入問題：合作雙方可在很多CAD軟件平臺下協作、瀏覽相應的產品數據模型，突破了傳統所要求的在相同的CAD軟件平臺的限制，模具企業和客戶無需改變原來的工作環境，無需更換系統即可協作。

        2)突破數據傳輸容量大的限制。

         3)實現了模具協作信急與協作過程管理的結合，實現了協作信急和協作過程的自動管理。

        4)突破知識產權保護的困難。項目創建者在項目創建過程中可以定義一個項目團隊。團隊包含各種角色以及與各角色相關聯的成員。成員可以從項目主辦中一位的注冊用戶和組中加以選擇，也可通過電子郵件邀請任意組織的成員。在創建項目活動并指配開始時間和優先級關系后，可以有選擇地生成與指配給各項活動的各種資源相關聯的任務，并在活動可以啟動時將其發送出去。通過項目-文件夾-團隊-自動發送和執行項目任務來保證正確的數據、信息、知識傳遞到正確的人。

5 結語

       上述試驗表明，木文所構建的華南模具網絡化協同平臺框架及所開發的功能模塊，較好地解決了華南(廣州)地區中小模具企業所存在的問題，滿足了中小模具企業對模具制造協作過程的信急化和自動化的需求，建立了行業通用的協作平臺，實現了模具制造業與客戶、合作伙伴、供應商等制造鏈的集成，達到了模具企業制造設計數據的快速傳輸、共享與使用以及制造資源的共享。這給將來模具行業的發展帶來很多好處，提供了很好的協同平臺。實際運行表明，該協作平臺具有很好的實際使用價值，為華南(廣州)模具行業向專業化分工方向發展和提高模具制造市場競爭力覽定了堅實的基礎。

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