面向产品全生命周期的网络化技术服务研究

发布时间：2020-08-08 09:05

【摘要】：随着计算机技术、网络技术、通信技术、人工智能技术的飞速发展,现代制造业正朝着网络化、全球化、智能化的方向发展,网络化制造正是在这一背景下产生的。网络化制造是企业为应对知识经济和制造全球化的挑战而实施的以快速响应市场需求和提高企业竞争力为主要目标的一种先进制造模式。通过采用先进的计算机技术、网络技术、通信技术、人工智能技术、制造技术及其它相关技术,构建面向企业特定需求的基于网络的制造系统,突破空间地域对企业生产经营范围和方式的约束,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。在新的制造模式下,传统的技术服务模式已无法满足企业和用户的需要。网络化技术服务是指通过Internet和Web技术给客户提供所需要的服务知识和信息,它是在产品和客户分散化、全球化背景下制造企业实现对客户服务的一种新模式。网络化技术服务系统是为了适应企业制造的分散化以及客户和设备供应商的国际化需求而提出的一种新思路,它主要是采用系统工程的理论、技术和方法,借助于网络技术、计算机技术、现代通信技术、人工智能技术和多媒体技术等建立的用于支持企业内部、企业与客户和供应商之间的信息交换、知识共享和协同工作的计算机网络系统。本文首先综述了国内外产品全生命周期与技术服务的现状与发展趋势,阐明了本文研究的目的、意义及主要研究内容。在此基础上,对面向产品全生命周期的网络化技术服务的体系结构、网络化技术服务的知识融合与重用、协同工作技术、服务信息的任务规划及网络化技术服务绩效评价进行了深入的研究并在理论研究的基础上进行了原型系统开发。本论文的主要研究工作有： (1)在查阅了国内外大量文献资料的基础上,对产品全生命周期的内涵与特征、主要研究内容、国内外研究现状与发展趋势及技术服务的定义、国内外研究现状与发展趋势进行了全面的综述,阐明了研究的重要性与意义。 (2)提出了网络化技术服务的定义,分析了面向产品全生命周期网络化技术服务系统的功能需求,建立了面向产品全生命周期网络化技术服务系统的功能模型,设计了基于多Agent面向产品全生命周期的网络化技术服务系统的系统结构。 (3)为了提高系统的智能化,进而提高技术服务的效率和质量,研究了基于本体论的技术服务知识融合与重用,构建了面向产品全生命周期网络化技术服务知识融合的体系结构,研究了技术服务领域知识本体库构建方法。 (4)实现网络化环境下的产品数据共享与交换是进行面向产品全生命周期网络化技术服务系统开发的关键与技术难点。STEP是目前国际上最新的数据交换协议,构建了网络化技术服务环境下基于STEP的数据交换与共享模型。 (5)研究了面向产品全生命周期网络化技术服务系统的协同工作技术。重点研究了面向产品全生命周期满足网络化技术服务要求的系统工作环境构建方法、关键技术及工具。提出了应用程序共享技术与多媒体等相关技术相结合的网络化协同工作环境开发方法。 (6)为了提高网络化技术服务系统的应用效果,提出了序关系分析法与模糊综合评价相结合的网络化技术服务系统绩效综合评价方法,并通过算例详细论述了网络化技术服务系统绩效模糊综合评价过程。 (7)为了验证了理论研究的正确性与技术的可行性,在理论研究的基础上结合沈阳某机床厂的实际需求进行了面向产品全生命周期网络化技术服务原型系统开发,并对系统部分功能模块的实现与使用方法进行了简单分析。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH186
【图文】：

功能图,产品图,过程图,产品生命周期

图1.1产品生命周期定义环 F19.1.1DefinitionofPLM1.2.1.2产品全生命周期管理的发展过程从发展过程来看，PDM的演化主要经历了如下.三个阶段:第一阶段:支持计算机辅助工具的信息集成和其文档管理阶段为了解决由CAD产生的大量的产品制图的存储和检索问题，以及此类文件的版木约束问题，一些大型的汽车、航空业的制造商(如通用汽车公司)在广泛使用CAD的基础上，自行开发了一套管理其产品设计CAD文件的管理方式并形成系统，来跟踪由 CAD/CAM产生的文档，并对其版木进行控制。这就是早期的 PDM/PLM，由于此类系统的需求和功能都不尽相同，而且没有统一的标准和定义，因此各自有其名称和技术标准，如DM(DocumentManagement)， EDM(EleetronieDoeumentManagement， EngineeringDataManagement)， IM(ImageManagement)等等。

示意图,演化发展

协同产品商务)。CPC是希望通过InternetWeb技术的支持，扩展PDM所管理的范围，使位于全球的企业、供应商、分销商、客户都能通过Web接入到系统中，协同的进行工作。CPC强调以产品为核心的协作，是一种企业全球化协作策略、Internet技术和传统PDM的结合。而PLM整合了包括CPC在内的各种概念，用来描述企业及其伙伴间从上到下整个对其产品生命周期中的智力资产和信息各种相关活动进行管理的解决方案。事实上，PDM仍然是PLM的核心部分，只是PLM己经并非单一的技术，而是为了提高企业产品竞争能力所实施的战略性方案。整个产品生命周期管理(PLM)技术和思想发展过程如图1.2所示。美国著名的工业咨询公司CIMdata在2002年7月对PLM进行了统一的定义:pLM(produetLifeeycleManagement，产品生命周期管理)是一种战略性的业务模式，它应用一系列相互一致的业务解决方案，支持产品信息在全企业和产品全生命周期内(从概念到生命周期结束)的创建、管理、分发和使用，它集成了员工流程和信息等要素。

环境图,体系图,方案图,功能图

期的系统方法研究，进而形成了比较完善的可持续发展产品生命周期的理论与方法体系。1.2.3产品生命周期管理的主要研究内容大量的研究和应用表明，发展到今天的PLM是一个企业级解决方案，不是一个单项技术或应用，而是一个技术和应用的复杂集合体。因此，PLM系统必须具备一个完备的技术框架，来规范和描述PLM系统包含的组成元素，及如何组织这些组成元素，以使它们作为一个整体运行，协同完成系统的各项功能。CIMData在广泛调研用户、方案提供商和大量研究、评估商业化PLM解决方案的基础上，总结出一个多层的PLM技术体系，如图1.4所示【‘3一‘5]。该体系描述了PLM解决方案中的基木组成元素及其关系，并根据不同的实现层次，将PLM组成元素分为关键技术、核心功能、特定应用和商业解决方案四个层次。PLM关键技术直接与底层的操作系统和运行环境打交道，将用户从复杂的底层系统操作中解脱出来。用户可以针对需求和环境对关键技术进行裁减。

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