製造網格

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　　製造網格是基於開放網格服務體系結構(Open Grid Services Architecture,OGSA)的網格技術在製造業的一個新的應用，目的是通過網格的開放性和靈活性，為製造業提供一個可擴展的資源共用和協同工作的環境，實現分佈、異構製造資源的共用和協同工作，從而達到快速響應市場、降低加工成本、提高資源競爭的目的。

　　製造網格概念提出，以及對製造網格系統建設與應用實施，建立了網路化製造的開放系統架構，形成了網路化製造的標準和規範，統一了網路化製造的模式和範式，為製造業信息化指明瞭發展方向。

　　製造網格以現有的製造業信息化技術和方法作為基礎，充分應用網格技術開放的OGSA體系框架、通用的標準和規範、統一的開發平臺和工具，致力於為製造業建立起通用的、標準的和規範的網路化製造模式。

　　此為製造業建立的通用的、標準的和規範的網路化製造模式實現不僅能夠達到資源的共用、協同工作、降低製造成本、提高對資源的應用效率、加快產品的上市時間的目的，同時又具有極大的柔性和開放性，可以擴展到全球各地，包攬所有的現代製造資源和製造系統，並且最終形成全球製造網格。

　　製造網格與網路化製造進行互相比較，其具有以下的特點：

　　（1）製造網格突破了網格技術的應用領域，而將網格技術由以往進行的大規模的科學計算，轉而應用到製造業領域。

　　（2）製造網格將資源封裝成服務，實現製造資源的分散式動態管理。

　　（3）製造網格具有完全的開放性和擴展性。體現製造網格所具有的開放性，以及製造網格所具有的擴展性，其表現在三個方面：

• 製造網格對資源是開放的，只要符合介面規範，各種製造資源都可以作為服務加入到系統中；
• 製造網格OGSA中間件是開放的；
• 製造網格系統的應用是開放的，各種製造業的應用都可以使用平臺提供的基礎服務，在平臺上搭建。

　　（4）建立網路化製造的標準和網路化製造的規範，最終形成網路化製造的標準模式和範式。在製造網格平臺建設的過程中，不僅要遵循開放性、標準性的建設原則，同時又要根據製造業的特點，設立網格技術在製造業中應用的一些標準，以及網格技術在製造業中應用的一些規範，例如：製造資源描述規範、數據轉換規範等，這些對網路化製造的研究具有同樣的功能，將會促進網路化製造標準模式或範式的建立。

　　隨著信息時代和知識經濟來臨、全球化浪潮深入發展、網路經濟影響、高速發展的高科技推動，以及新思想和新技術涌現，製造業的製造環境正在發生根本性的變化。

　　一、製造網格提出的製造業背景

　　製造業是創造人類財富的重要支柱，也是國民經濟和綜合國力的重要體現，隨著時代變遷，製造業發展重點已發生了很大的變化，由20世紀60年代的追求生產規模，到20世紀90年代的強調市場響應速度，再到現在21世紀的高度重視知識。

　　進入21世紀，市場的變化、客戶日益個性化、多樣化的需求，給製造業提出了新的要求，同時，隨著產品製造、銷售全球網路的逐步形成，現代製造業正在向全球化、標準化、數字化、虛擬化、開放化的方向發展，各國學者紛紛提出系列的先進位造模式，網路化製造(Networked Manufacturing)就是在這種時代背景下，而逐步發展起來的。

　　網路化製造的研究目前主要集中在兩個層面，這兩個層面就是網路化製造模式的研究層面，以及網路化製造應用的研究層面。

　　在網路化製造模式的研究中，各大高校和研究機構提出不同的理念，採用不相同的技術實現。在網路化製造應用的研究方面，最有影響力的目前是美國PTC公司2000年推出的產品協同商務(CPC)的Windchill軟體系統，以及美國EDS公司2001年5月推出的名為Team CenterTM協同產品的管理解決方案。

　　然而，通過對網路化製造目前發展的情況進行總結和分析，發現網路化製造帶來的優勢和存在的不足，尋求基於國際通用標準的體系結構作為網路化製造的技術支持，建立規範化、開放性的網路化製造平臺，已迫在眉睫，勢在必行。

　　和網路化製造一同發展起來的還包括虛擬製造、動態聯盟、綠色製造、敏捷製造等，這些都已成為業界熟知的術語和製造模式。這些製造模式採用不同的技術，實現相同的功能，達到相同的目的：以某一市場機遇或需求為驅動，通過不同的企業間在技術、設備、人員等方面的合作，充分應用現有的製造資源，來達到製造資源的共用和技術資源的優勢互補，實現快速響應市場和降低製造成本的雙重目標。

　　自出現之日起，這些製造模式就在各行各業發揮著不同程度的作用，推進製造業信息化的進程。然而同時，正是由於這種百家爭鳴製造模式的存在，造成了國家人力、物力、財力的過度浪費，每個製造模式都有自己特定的體系框架和應用領域，採用一定的技術實現，其中應用於某種產品或某個領域的製造模式很難應用到別的產品或領域中。這阻礙了製造模式的擴展，不符合國家的長遠發展規劃，同時也違背了製造業全球化的發展趨勢。製造網格(Manufacturing Grid，MG)就應運而生。

　　二、製造網格提出的信息業背景

　　首先，回顧互聯網發展的歷史，可以發現，在經歷了以TCP/IP技術為主導的大規模網路互聯階段之後，電子郵件的產生帶來了傳統通信方式的全新變革，而萬維網的迅速普及，形成了通過Web發佈與獲得信息的方式。在技術發展潮流的推動下，人們開始思考互聯網技術的下一步將向何處去，這時網格計算模型開始浮出水面。傳統網際網路實現了電腦硬體的連通，Web實現了網頁的連通，而網格則試圖實現互聯網上資源包括計算資源、存儲資源、通信資源、軟體資源、信息資源、知識資源等的全面連通。

　　其次，隨著開放式的操作系統Linux的深入發展，廠商共同開發開放的標準已成為大勢所趨，而自主計算系統、開放式的Web服務、模塊化網路等概念提出，為網格實施奠定技術基礎。

　　第三，IT技術發展到了今天，如何管理日漸複雜的IT環境成了企業管理者最為頭疼的問題。人們希望有更簡便、更智能化的方式來管理IT系統，許多大型企業開始考慮如何更好地管理和應用分佈在不同的區域的計算資源。很多科研機構、高等院校開始將網格技術應用在需要較高計算能力的領域，並且實現不同的地域計算能力的共用。有些商業用戶也開始註意到此計算的優越性和巨大潛力，開始嘗試建立商業網格系統。這些為網格技術創造的市場空間是相當廣闊的。

　　網格技術是在這種時代背景下，參考於電力網(powergrid)的概念發展起來的，其最終目的是希望用戶在使用網格資源時，就如同現在使用電力那樣的方便，即只要你能夠接觸到網格，就可以根據自己的需要，“按需”在網格上獲取各種資源與服務，而不需要關心資源與服務所在的具體位置。

　　網格發展經歷了三個階段：

　　在第一階段，是網格的萌芽階段，開始於20世紀90年代的早期，研究內容是關於千兆網試驗床和有些元計算方面的工作；

　　在第二階段，有些早期的試驗，時間大概是在20世紀90年代的中期到晚期，出現了比較重要的開創性和奠基性的研究項目，例如，I-WAY，Globus，Legion等；

　　在目前的階段，是網格技術的迅速發展的階段，關於網格的研究、開發和應用項目大量涌現，出現了影響很大的全球網格論壇GGF(Global Grid Forum)，同時網格技術開始在更廣泛的領域進行推廣和應用。

　　網格技術在製造業上的應用必將是製造業發展史上的又一個裡程碑，極大地推動製造業信息化的進程。

　　由於製造網格本身是一新生事物，還處在不成熟期，距離應用還有一段距離，因此基於其上的製造網格安全也表現出其稚嫩性。具體存在以下幾個問題:

　　1)製造網格還沒有一個公認的安全體系結構。儘管目前已經有一些典型的網格安全體繫結構，如GSI,CAS等，但都不是統一的標準，加之製造網格有別於網格，是在其基礎上進一步發展的產物，因此，其安全體繫結構更顯稚嫩。

　　2)各種相關的安全技術，如身份認證、訪問控制、審計、通信等，都還有待進一步的發展。由於製造網格建立在網路基礎上，因此，它同樣面臨著Internet網路安全的威脅，甚至由於它將不同地理範圍、異構的資源協同集成在一起，其面臨著更加複雜的安全威脅因素，而這些因素需要在現有網路安全的基礎上進一步探求適應於網格這個大環境的安全技術。

　　3)缺乏一個功能齊全的安全系統。研究人員對製造網格安全的研究是多方面的，側重點也有所不同，或是偏於身份認證，或是偏於訪問控制，或是偏於網格監控，或是偏於實體間信任機制的研究等，這些研究都只註重某一方面，而忽視了其它方面的問題，因此其研究是不完整的，不全面的，因而應用性也就受到限制。