協同製造

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協同製造(Collaborative Production Commerce)

　　協同製造是充分利用Internet技術為特征的網路技術、信息技術，實現供應鏈內及跨供應鏈間的企業產品設計、製造、管理和商務等的合作，最終通過改變業務經營模式與方式達到資源最充分利用的目的。它是21世紀的現代製造模式。它也是敏捷製造、協同商務、智能製造、雲製造的核心內容，他們都強調企業間的協同。

　　協同製造是基於敏捷製造、虛擬製造、網路製造、全球製造的生產模式，它打破時間、空間的約束，通過互聯網路，使整個供應鏈上的企業和合作伙伴共用客戶、設計、生產經營信息。從傳統的串列工作方式，轉變成並行工作方式。從而最大限度的縮短新品上市的時間，縮短生產周期，快速響應客戶需求，提高設計、生產的柔性。通過面向工藝的設計、面向生產的設計、面向成本的設計、供應商參與設計，大大提高產品設計水平和可製造性，成本的可控性。有利於降低生產經營成本，提高質量，提高客戶滿意度。

　　協同製造系統需要封裝和集成不同地域企業和團體中的設計、製造、管理、信息、技術、人力等資源，並屏蔽掉這些資源的異構性和分佈性。用戶只同資源、代理交互，而代理將任務映射和調度到不同的資源節點上，協同企業和客戶通過任務管理器可以監控和協調製造過程，動態處理製造環境的變化。由於協同製造系統需要在不同的硬體平臺、操作系統、網路協議和資料庫等異構環境下組織和協調分佈在多個企業中的人力、設備和信息資源，其生產過程是運行在大範圍分佈環境下的一個多約束、多目標、複雜遞階的龐大系統，存在較強的突變性和不確定性。因此，對這樣一個複雜龐大的系統進行可靠性研究有其特殊性，與其他離散製造系統相比，協同製造系統具有如下特點:

　　1.系統規模龐大，構成系統的元素種類和數量極其繁多；系統跨越的時間和空間範圍大，壽命周期長。而協同製造系統註重生產過程的整體性和連續性，因此，要求把不同的設備或子系統與生產過程連接成為一個整體。各個設備的優化不等於全系統的優化，因而既要求局部生產單元的可靠性，又要求實現全局最優可靠性。

　　2.系統任務複雜，具有多剖面、多目標特點。離散決策變數(生產方案的切換、調度指令的下達、隨機事件的引人、生產裝置的切換等)與連續決策變數(生產過程)共存，各分散式子系統之間還要根據不同的生產階段、不同的協同作業目的進行快速靈活地重構，因此其可靠性邏輯結構也會隨著任務時間段的改變而變化，造成單元共用相關性和時段延續相關性問題，所以系統整體邏輯結構往往不是簡單的串、並聯關係，而是相當複雜的關係，建立任務可靠性模型困難 。

　　3.系統是在一定環境和組織結構中組成的複雜分散式人—機(電腦、生產及控制設備)系統，功能與結構複雜、知識密集、專業化程度高、具有開放性，與人和環境的關係密切。因此必須從人-機工程學的角度，研究系統集成和優化過程中人-機協同的可靠性。特別是高科技含量和複雜化的協同製造環境，對人的全面素質與職業適應性的要求越來越高。因此，只有充分利用"人"的知識、能力，努力提高人的可靠性，才能發揮系統所有的技術潛力。

　　4.系統封裝性強，具有不透明性。生產設備之間通過密閉的通道連接，工作流、物料流連續，產品狀態難以直接觀測，生產線中的緩衝單元複雜而有限，甚至根本沒有緩衝單元。這些都為進行可靠性分析和實時故障診斷帶來一定的困難。系統具有實時性、交互性和多方協同的特點，這對各子系統間的相互通訊和協作提出了很高的要求。

　　5.系統需要實時線上採集生產數據、工藝質量數據、設備狀態數據，併進行實時的處理，這對系統網路和資料庫的實時性和可靠性提出了特殊要求。同時，由於系統生產環境複雜，投入的人力、物力和資金巨大，因此，生產的可靠性和安全性必須放在重要位置，對一些關鍵設備和生產過程必須採用故障預報(顯示系統的主要參數是否接近臨界狀態)、緊急避險(根據運行狀態的監視，由報警及緊急控制裝置所構成的系統)、互鎖(根據約束條件保證錯誤的操作對系統不起作用)、自動控制和操作員支持系統，以及誤操作防止結構等容錯技術，以保證人身和設備的安全。

　　綜上所述，可靠性已經成為協同製造系統能否成功實施的關鍵。因此，我們在關註協同製造技術發展的同時，更應關註如何提高協同製造系統的可靠性水平，以實現協同製造系統的全部效能，並使其先進性得以充分發揮和維持。