我國人造板工業(yè)經過近幾十年的發(fā)展，已成為人造板生產和消費大國，2009年產量達到了11546.65萬m3，在世界人造板產業(yè)中已占有相當重要的地位。但隨著經濟的全球化，人造板國際市場快速變化，我國人造板企業(yè)面臨嚴峻的問題：歐美發(fā)達國家的人造板行業(yè)生產方式已經發(fā)生了重大的變化，其利用高新技術進行計算機集成制造、網絡化生產管理、柔性化加工、及時化與協(xié)作化生產等，實現(xiàn)了多品種、定型化、規(guī)格化和專業(yè)化的高效高質生產狀態(tài)。而我國人造板行業(yè)總體上仍以中小型企業(yè)居多，生產技術落后，科技含量低，管理水平差，產品合格率低，應用領域窄腳，即產品、管理、質量、工藝手段與裝備不同層次均落后于歐美發(fā)達國家。這些發(fā)達國家的人造板先進生產設備和巨大產能已開始向我國轉移，國外人造板生產線引進數(shù)量增多，速度加快，相比之下我國人造板企業(yè)競爭力明顯不足。與此同時消費市場的產品需求呈現(xiàn)多樣性，迫使我國人造板企業(yè)必須具備多品種、多批量、交貨期短、價格合理等能力。而我國人造板行業(yè)信息不暢，缺乏及時的市場和客戶需求反饋，企業(yè)間合作不夠。如果僅僅依靠單個人造板企業(yè)的技術力量和人力資源，難以解決上述問題，因此我國人造板企業(yè)需要引用先進的生產和管理模式，聯(lián)合多方相關企業(yè)，及時掌握客戶需求與市場信息，以適應新的競爭環(huán)境和迎合人造板產品市場需求，增強企業(yè)競爭力、擺脫困境。
1、基于網絡的敏捷制造技術與功能特征
1.1基于網絡的敏捷制造技術特征
敏捷制造ERP系統(tǒng)是以并行工程技術為基礎，采用標準化和專業(yè)化的計算機網絡和信息集成技術，連接企業(yè)各個機構和部門，組合關聯(lián)企業(yè)的各項生產資源，建立敏捷化工程，實現(xiàn)面向客戶的快速生產。網絡通信技術的應用為企業(yè)的制造系統(tǒng)和制造過程提供了一種快速方便的信息（數(shù)據(jù)）交互手段和環(huán)境，是企業(yè)實現(xiàn)敏捷制造、高效率地快速響應市場機制的重要前提和保障。以網絡通信技術為基礎開展的敏捷制造，其技術特征Ⅲ表現(xiàn)為：
（1）信。包快速傳輸與交互的時間性；
（2）實現(xiàn)異地設計、異地制造的空間性；
（3）動態(tài)聯(lián)盟之間實現(xiàn)信息集成、功能集成、過程集成、資源集成及企業(yè)與企業(yè)之間集成的集成性。
1.2基于網絡的敏捷制造功能特征
（1）敏捷響應特性�；诰W絡的敏捷制造、并行工程、虛擬制造等新的制造模式和開發(fā)技術的運用，可顯著縮短產品開發(fā)周期，快速響應市場。
（2）共享資源特性。應用現(xiàn)代網絡通信技術，將分散在各地的信息資源、設備資源、技術資源甚至人才資源等實現(xiàn)共享和優(yōu)化利用。
（3）扁平式虛擬企業(yè)模式特性。企業(yè)組織模式是基于網絡的、以項目或工作流程為主線的虛擬企業(yè)；框架結構是橫向分布的、以部門職能為核心的組織模式。實現(xiàn)內部知識、信息的整合、創(chuàng)造和管理，從而使企業(yè)更直接地面向市場，面向用戶。
（4）遠程控制與診斷特性。通過網絡實現(xiàn)設備的遠程控制和管理，達到設備資源的異地共享，對設備和生產現(xiàn)場進行遠程監(jiān)視和故障診斷。
（5）個性化生產特性。針對用戶的不同需求，可實現(xiàn)“小批量、多品種、定制型”生產方式，滿足用戶個性化需要，而基于網絡的定制是滿足這種需求的一種有效模式。
（6）高度柔性、模塊化、可伸縮的生產制造系統(tǒng)舊。同一系統(tǒng)可生產種類無限的產品。
2、人造板企業(yè)引進敏捷制造的意義
從上可以看出，基于網絡的敏捷制造生產方式是由企業(yè)級先進制造模式即ERP計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）向全球級先進制造模式的進一步發(fā)展，即現(xiàn)代敏捷制造系統(tǒng)（CAMS）。它適應于經濟全球化下的人造板企業(yè)發(fā)展需要。我國人造板中、小企業(yè)可以根據(jù)自身特點、存在問題和市場需求等具體情況，與其他行業(yè)關聯(lián)企業(yè)、其它人造板產品生產優(yōu)勢企業(yè)、科研院所等組成動態(tài)聯(lián)盟，以網絡信息技術為支撐，利用互聯(lián)網和企業(yè)局域網建立基于網絡的敏捷制造系統(tǒng)，實現(xiàn)信息資源共享和生產管理等過程的集成，利用敏捷制造技術來重組資源組織生產，延長產業(yè)鏈，從而提高產品質量，降低成本，進一步加快我國人造板行業(yè)的規(guī)�；�、自動化、協(xié)作化發(fā)展，以及對新材料、新工藝、新設備、新的管理方式或思路的引進步伐，逐步縮小我國人造板企業(yè)和國外人造板企業(yè)的差距。
3、基于網絡平臺的人造板企業(yè)敏捷制造系統(tǒng)設計
3.1人造板企業(yè)敏捷制造系統(tǒng)需求分析
敏捷制造環(huán)境下的聯(lián)盟企業(yè)是全球性的，各聯(lián)盟企業(yè)之間的計算機硬件、軟件、加工設備、通信設備、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等具有多樣性，系統(tǒng)必須能夠為聯(lián)盟企業(yè)提供開放、公共的界面，支持主要的軟件平臺和硬件平臺。因此，人造板企業(yè)敏捷制造系統(tǒng)的構建，首先需要搭建網絡平臺，即企業(yè)內部局域網（Intranet）的布置與連接，以及Intranet與Internet的通信，使系統(tǒng)中的敏捷制造企業(yè)可以利用網絡平臺，通過Internet與其他聯(lián)盟企業(yè)進行信息交流、資源共享和遠程監(jiān)控等，還可利用局域網實現(xiàn)企業(yè)內部信息處理和生產管理等。同時系統(tǒng)需要利用網絡安全技術，采取身份確認、訪問存取控制、數(shù)據(jù)加密等措施保證聯(lián)盟企業(yè)之間所傳遞的信息的安全性。鑒于不同企業(yè)使用數(shù)據(jù)類型的多源化，系統(tǒng)還需對傳輸數(shù)據(jù)進行恰當?shù)母袷睫D化，以確保傳遞信息的準確性。其次需要應用并行工程技術實現(xiàn)產品和生產工藝的快速設計以及高效的生產過程管理。最終通過建立快速響應的敏捷化工程實現(xiàn)企業(yè)聯(lián)盟的快速重組和敏捷化企業(yè)生產與管理。
3.2ERP系統(tǒng)實現(xiàn)功能
從我國人造板企業(yè)的生產、管理等特點和實際需要出發(fā)，構建的基于網絡的敏捷制造系統(tǒng)框架，以人造板生產企業(yè)為主導，與其他人造板優(yōu)勢產品企業(yè)、設備制造企業(yè)、原材料生產企業(yè)、設備零配件企業(yè)、科研機構以及銷售商和運輸商等組成動態(tài)聯(lián)盟，利用先進的制造技術，充分利用原材料等資源，共同完成人造板的高效高質生產、設備與系統(tǒng)的維護以及產品銷售等，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的敏捷化生產。
系統(tǒng)具體實現(xiàn)功能主要集中在以下幾個方面：①實現(xiàn)聯(lián)盟企業(yè)間網上信息交流和商務活動，信息和數(shù)據(jù)資源共享，減少重復工作，共同提高工作效率，②與產品客戶進行網上信息溝通，及時反饋客戶意見，快速解決產品使用等問題；③為遠程用戶提供端口，實現(xiàn)設備在線維修等功能；④實現(xiàn)數(shù)字化產品展示和網上產品銷售等。
3.3基于網絡平臺的人造板企業(yè)敏捷制造系統(tǒng)架構設計
根據(jù)上述需求，參考數(shù)控加工行業(yè)敏捷制造系統(tǒng)結構，本文設計構建了3種基于網絡的一主多從型敏捷制造系統(tǒng)架構（圖1）。即利用計算機網絡技術、通信技術、控制技術以及數(shù)據(jù)庫技術，建立基于Intranet的網絡平臺，搭建基于Internet的、支持企業(yè)間信息集成的網絡通信系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)主導企業(yè)（人造板生產企業(yè)）與外界聯(lián)系的網絡化，以及非主導企業(yè)（如聯(lián)盟人造板企業(yè)）可以在主導企業(yè)網絡平臺上，根據(jù)系統(tǒng)對該企業(yè)設定的一定權限，對主導生產企業(yè)內網資源進行訪問的功能。系統(tǒng)基礎設置包括計算機、網絡通信硬件設備、Intranet和Internet等網絡支持環(huán)境，以及生產線設備、工控機和控制器等。軟件包括操作系統(tǒng)、應用軟件、管理軟件和系統(tǒng)軟件等。系統(tǒng)總體分為內、外和基礎（底層）三層。
3.3.1系統(tǒng)內層
系統(tǒng)內層是人造板生產企業(yè)（敏捷制造系統(tǒng)的主導企業(yè)）的內部局域網，如圖1所示。內網主要包括Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、遠程用戶服務器、客戶管理服務器、企業(yè)管理服務器、生產管理服務器等硬件設備，這些服務器使用各種應用軟件實現(xiàn)各自功能，并互傳信息，協(xié)同保障系統(tǒng)正常運作。在企業(yè)網絡信息平臺上，主導企業(yè)利用Web服務器，通過TCP/IP等通信協(xié)議，與Internet上的聯(lián)盟企業(yè)進行網絡信息傳遞，并設置防火墻等保護內部Intranet安全。利用數(shù)據(jù)庫服務器存儲人造板產品、生產工藝、庫存、設備、原材料、用戶、客戶、物流等信息，對企業(yè)生產和管理兩方面數(shù)據(jù)進行記錄和管理；數(shù)據(jù)庫服務器使用訪問者身份驗證方式，根據(jù)數(shù)據(jù)訪問者在系統(tǒng)中的職能，對其設置一定權限，使主導企業(yè)內部成員和外部聯(lián)盟企業(yè)均可在授權情況下對數(shù)據(jù)進行一定范圍內的存取等，并保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。遠程用戶服務器主要是建立外協(xié)企業(yè)與系統(tǒng)內層人造板生產線的聯(lián)系，其針對系統(tǒng)內部人造板生產線設備和監(jiān)控，設置了故障診斷專家系統(tǒng)，主導企業(yè)外部維護專家可以通過Web服務器，實現(xiàn)設備的遠程在線檢測、維護以及一定權限的監(jiān)控和數(shù)據(jù)庫訪問，該服務器中的遠程用戶管理，實現(xiàn)與異地企業(yè)進行網絡會議或者發(fā)布企業(yè)信息等功能。客戶管理服務器面向外層的客戶端，建立與客戶的溝通，接受訂單、解決問題和發(fā)布產品信息等。企業(yè)管理服務器主要包括倉庫、物流、運輸、人力資源、系統(tǒng)維護等諸多方面的企業(yè)事務管理，保障企業(yè)的正常運行。生產管理是人造板生產企業(yè)的基礎。生產管理服務器完成人造板生產線上的生產計劃、調度和設備運行監(jiān)控，以及生產進度、效率和產品質量的監(jiān)督與檢測等重要工作。
從上可以看出，主導企業(yè)是一主多從型敏捷制造系統(tǒng)的核心，負責尋找市場商機，進行經營決策，確立市場主導產品，進行產品開發(fā)、任務規(guī)劃、生產需求招標、評標，確定系統(tǒng)成員和生產總體協(xié)調。
3.3.2系統(tǒng)外層
外層是聯(lián)盟人造板企業(yè)、各種外協(xié)企業(yè)和銷售企業(yè)等。在敏捷制造系統(tǒng)中的聯(lián)盟企業(yè)已不是傳統(tǒng)意義上的配套協(xié)作企業(yè)，從廣度上有了新的拓展，它們當中除了設備制造、零配件生產企業(yè)等傳統(tǒng)意義的必要合作企業(yè)外，還有軟件企業(yè)和科研機構等技術型單位。在人造板生產、加工過程中，這種具備知識和智力的專有技術企業(yè)雖然不具有批量化生產的能力，卻掌握著關鍵的高新技術，是系統(tǒng)中的重要組成部分，可以促使專有技術的社會化和商業(yè)化。運輸商、原材料企業(yè)、銷售商也已不僅僅是提供相關服務，而是與人造板生產等企業(yè)共同連接在系統(tǒng)敏捷供應鏈上，使生產資料以最快的速度，通過生產、分銷環(huán)節(jié)變成增值的產品，送到消費者手中，從而降低成本、減少庫存，使資源得到優(yōu)化配置，實現(xiàn)企業(yè)生產與銷售的有效連接，物流、信息流、資金流的合理流動�？蛻羰敲艚葜圃煜到y(tǒng)中的一個特殊的成員，除了常用的通信方式外，客戶不僅可通過Internet了解產品的品種、價格、性能及其相關的服務或通過企業(yè)的產品配置系統(tǒng)，提出某些個性化的需求，還可通過訂單查詢系統(tǒng)查詢訂單的執(zhí)行情況，參與企業(yè)的生產監(jiān)督，反饋對產品和服務的意見。
系統(tǒng)外層企業(yè)除利用互聯(lián)網與主導企業(yè)溝通協(xié)作外，各供應商還可通過自己企業(yè)的Web服務器與Internet相連，將自己信息傳送至主導企業(yè)網絡平臺，同時從網絡平臺得到系統(tǒng)中共它企業(yè)的要求與各種信息。還可通過主導企業(yè)網絡平臺獲得相關客戶要求的產品信息，產品銷售反饋、網絡伙伴能力等信息，并與主導企業(yè)、其它協(xié)同企業(yè)在網絡平臺相連，進行人造板產品、生產工藝的設計與研發(fā)等相關過程的信息交流和實現(xiàn)例。
3.3.3系統(tǒng)基礎層
生產管理服務器的下層是由整個人造板生產線中生產設備、工控機、前端控制器等硬件構成，利用現(xiàn)場總線進行通信連接的敏捷制造單元，它是根據(jù)生產管理所確定生產任務進行的組合，是生產型企業(yè)的技術基礎，根據(jù)其在系統(tǒng)的位置和重萎性，在本文稱其為系統(tǒng)基礎層。
如圖2所示，系統(tǒng)內層的生產管理服務器通過總線與工控機通信，對現(xiàn)場生產和設備運行進行監(jiān)控，利用前端控制器進行數(shù)據(jù)采集處理，得到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)服務器中的數(shù)據(jù)庫中。同時，生產管理服務器與遠程用戶服務器1連接，實現(xiàn)異地診斷專家在基礎層故障分析診斷系統(tǒng)中，在職能允許下對現(xiàn)場設備運行狀況進行檢測等，完成設備和監(jiān)控系統(tǒng)維修等工作。生產管理服務器與遠程用戶服務器2連接，用于聯(lián)盟人造板企業(yè)、外協(xié)企業(yè)參與人造板產品的設計、工藝流程優(yōu)化。在此過程中，協(xié)作企業(yè)可以充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，使用CAD/CAE/CAM/CAPP等技術，把軟件工具與產品開發(fā)過程聯(lián)系起來，在統(tǒng)一的計算機環(huán)境下進行產品的構思、設計、模擬、測試和分析以及工藝路線的選擇、仿真等，使產品開發(fā)、產品加工工藝設計能夠在網絡的基礎上實現(xiàn)并行化設計和實現(xiàn)。敏捷制造系統(tǒng)還需要在生產管理服務器上統(tǒng)籌安排人造板生產車間中的生產管理、計劃和調度等一系列的工作。例如，針對人造板車間串行的生產布局，可以適當增加橫向職能技術部門，使得生產線上的職能車間不僅接受縱向的生產任務，還能接受橫向職能技術部門的指導；或者增加如等待、中轉等工序，使工時更加準確，進而改進生產過程，提高產品生產的并行度，縮短生產周期，提高生產效率。系統(tǒng)還需要對設備運行生產中產生的產品數(shù)據(jù)、工藝管理數(shù)據(jù)等進行存儲。系統(tǒng)基礎層還需實現(xiàn)產品的質量分析、檢測工作，檢測的相關數(shù)據(jù)結果也需要存入數(shù)據(jù)庫，而后通過數(shù)據(jù)服務器傳送到企業(yè)管理服務器中，以方便企業(yè)對產品質量、數(shù)量等進行監(jiān)控。
通過對上述系統(tǒng)三層的設計與功能實現(xiàn)可以看出，在人造板生產過程中，綜合運用了并行工程、模型和虛擬設計、控制等技術，使得產品開發(fā)、設計、生產、銷售等各項工作同時進行，使用虛擬現(xiàn)實和仿真技術模擬產品的特性和狀態(tài)，精確地模擬產品生產過程，實現(xiàn)設計結果的可靠性，保證產品設計一次成功，從而極大地縮短了新產品的開發(fā)和生產周期，提高設計質量并降低開發(fā)成本，利用網絡通信技術、安全技術、數(shù)據(jù)庫技術等保證系統(tǒng)的正常、安全的運行。通過敏捷化工程的使用，快速高效地實現(xiàn)企業(yè)內外部資源的合理、優(yōu)化配置和重構，進而提高企業(yè)的敏捷性。
4、系統(tǒng)應用前景
近期，原材料價格不斷上漲，勞動成本價格也不斷上揚，而中小企業(yè)由于技術含量較低，產品價格上漲幅度較小，利潤空間縮小；人造板消費市場的動態(tài)變化和商務環(huán)境變化速度超過了企業(yè)跟蹤、調整的能力。在這種情況下，我國受資源限制的人造板中小企業(yè)更應該建立動態(tài)聯(lián)盟，采用敏捷制造系統(tǒng)，充分發(fā)揮敏捷制造的資源、技術等集成優(yōu)勢，實現(xiàn)企業(yè)間資源的優(yōu)化組合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，使產品設計、制造裝配、物料供應、成品銷售、客戶服務等各個環(huán)節(jié)連成一個整體，并面向全球市場，在時間和空間上突破傳統(tǒng)企業(yè)的局限，從而根本上提高人造板聯(lián)盟企業(yè)在國際市場上的核心競爭力，協(xié)同推動我國人造板行業(yè)的技術進步。
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