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硕士论文协作企业共享资源建模与管理技术研究 摘要 协作是企业快速提升竞争力的一种方式，它可以缩短企业的产品研制周期，同时 使企业快速对市场的需求做出反应，而协作的基础和保证就是资源的共享。对协作企 业共享资源研究的目的在于，有效地将分布在各个协作企业的资源进行管理和共享， 减少因缺乏信息沟通而失去协作可能性情况的发生，从而更好地支持各种协同工作的 完成。 本文通过对协作企业对共享资源需求的分析，提出了协作企业共享资源体系，在 此基础上分析了体系的运行过程，及其功能组成。 基于面向对象的思想，对协作企业共享资源的分类和建模作了科学的研究，分别 制定了相应的原则，提出了资源的聚类分析法、分类分析法、资源的u m l 建模和数 据库的实现，同时保证了系统的可扩展性。并以产品方案设计为例，探讨了人工智能 在共享资源管理中的应用。 在理论研究基础上开发了协作企业共享资源平台，并给出运行实例，表明本文对 协作企业共享资源的分类和模型均可实现，并能够对共享资源很好的进行管理和共享 使用。 关键词：协作，共享资源，建模，聚类分析，分类分析，面向对象 a b s t r a c t硕士论文 a b s t r a c t c o o p e r a t i o ni so n ew a yt oe n h a n c ec o m p e t i t i v e n e s so fe n t e r p r i s e sr a p i d l yt h a ti tw i l l s h o r t e nt h ep r o d u c td e v e l o p m e n tc y c l e ，a n dr e s p o n s et om a r k e td e m a n d sq u i c k l y s h a r e d r e s o u r c e sa r et h ef o u n d a t i o na n dg u a r a n t e eo fc o o p e r a t i o n r e s e a r c h i n go nt h es h a r e d r e s o u r c e so fc o o p e r a t i v ee n t e r p r i s e sw i l lm a n a g et h ed i s t r i b u t e dr e s o u r c e se f f e c t i v e l y ， r e d u c et h el o s tp o s s i b i l i t yo fc o o p e r a t i o nb e c a u s eo ft h el a c ko fi n f o r m a t i o n ，s u p p o r t v a r i o u sc o o p e r a t i v ew o r k b a s e do nt h ea n a l y s i so fc o l l a b o r a t i v ee n t e r p r i s e s r e q u i r e m e n t sf o rt h es h a r e d r e s o u r c e s ，as y s t e mo fs h a r e dr e s o u r c e so fc o o p e r a t i v ee n t e r p r i s e sw a sp r e s e n t e d ，a n dt h e c o l l a b o r a t i v ee n t e r p r i s er e s o u r c es h a r i n gs y s t e m i nt h es y s t e m ，t h ep r o c e s so fo p e r a t i o n a n df u n c t i o n a lc o m p o n e n t sw e r ea n a l y z e d b a s e do no b j e c t - o r i e n t e di d e a , c l a s s i f i c a t i o na n dm o d e l i n go fs h a r e dr e s o u r c e sw e r e r e s e a r c h e d ，d e v e l o p e dr u l e s t h ec l u s t e ra n a l y s i s ，c l a s s i f i c a t i o na n a l y s i s ，u m lm o d e l i n go f r e s o u r c e sa n dd a t a b a s ei m p l e m e n t a t i o nw e r eb r o u g h to u t a n da l s o ，t h es y s t e mc a nb e e x p a n d e d a sa ne x a m p l eo fp r o d u c td e s i g n ，t h ea p p l i c a t i o no fa r t i f i c i a li n t e l l i g e n c ei n s h a r e dr e s o u r c e sm a n a g e m e n tw a sd i s c u s s e d o nt h eb a s i so ft h e o r e t i c a lr e s e a r c h ，ap l a t f o r mo fs h a r e dr e s o u r c e sw a sd e v e l o p e d f i n a l l y ，s o i n ci n s t a n c e sh a db e e np r o v i d e do nt h ep l a t f o r mt e s t i ts h o w e dt h a ts h a r e d r e s o u r c e sw o u l db em a n a g e da n du s e dq u i t ew e l lw i t l lt h em e t h o d so fc l a s s i f i c a t i o na n d m o d e l i n gi nt h i sp a p e r k e yw o r d s ：c o o p e r a t i o n ，s h a r e dr e s o u r c e s ，m o d e l i n g ，c l u s t e r i n ga n a l y s i s ， c l a s s i f i c a t i o na n a l y s i s ，o b je c t o r i e n t e d 缩略词表 硕士论文 v i 缩略词表 a c ，a u t o m a t i cc o n t r o l 自动控制 a i ，a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e 人工智能 a m ，a g i l em a n u f a c t u r i n g 敏捷制造 c a d ，c o m p u t e r - a i d e dd e s i g n 计算机辅助设计 c a e ，c o m p u t e r - a i d e de n g i n e e r i n g 计算机辅助工程分析 c a p p ，c o m p u t e r - a i d e dp r o c e s sp l a n n i n g 计算机辅助工艺过程设计 c c c ，c h i n ac o m p u l s o r yc e r t i f i c a t i o n 中国强制认证 c i m ，c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n g 计算机集成制造 c i m s ，c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m 计算机集成制造系统 c l r ，c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e 公共语言运行时 d b m s ，d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m 数据库管理系统 d e ，d o m a i ne x p e r t 领域专家 e s ，e x p e r ts y s t e m 专家系统 f c r ，f a s tc y c l er e s p o n s e 快速反应周期 f m s ，f l e x i b l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m 柔性制造系统 g t ，g r o u pt e c h n o l o g y 成组技术 i c ，i n t e l l i g e n tc o n t r o l 智能控制 i t ，i n f o r m a t i o nt h e o r y 信息论 j i t ，j u s ti nt i m e 准时生产制 h t t p ，h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l 超文本传输协议 m r p ，m a t e r i a lr e q u 砘p l a n n i n g 物料需求计划 m r p i i ，m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g 制造资源计划 n c ，n u m e r i c a lc o n t r o l 数字控制技术 o d b c ，o p e n d a t a b a s ec o n n e c t i v i t y 开放的数据库连接 o l a p ，o n l i n ea n a l y t i c a lp r o c e s s i n g 联机分析处理 o r ，o p e r a t i o n sr e s e a r c h 运筹学 r b r ，r u l e b a s e dr e a s o n i n g 基于规则的推理 t c m ，t i m ec o m p r e s sm a n a g e m e n t 时间压缩管理 u m l ，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e 统一建模语言 u r l ，u n i f o r mr e s o u r c el o c a t o r 统一资源定位 x v l l ，e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 可扩展标记语言 声明尸明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 辟6 月7 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： 麴 秽年6 月夕 日 硕士论文 协作企业共享资源建模与管理技术研究 1 绪论 1 1 研究背景 1 1 1 协作企业 随着全球商业环境的日益改变，企业面临越来越激烈的市场竞争。为了能够对市 场做出及时有效的反应，企业需要更好的工作生产模式来提高生产效率，需要运用更 高效的协作方法来提升企业的竞争力。越来越多的企业开始由过去通过并购来实现业 务整合的模式，转变成为具有更高效率的协同业务模式。协作这一全新的竞争战略方 式【l 】正在被越来越多的企业所认识和掌握，成为企业在新的经营环境中增强竞争优势 和持续发展力的有力武器。海尔集团的成功就是得益于实施了与竞争对手加强联合的 协作竞争战略。海尔总裁张瑞敏在财富论坛中讲，海尔的“成功秘诀 只有四个 字：创新，借力。“借力 就是指海尔和世界5 0 0 强中的许多跨国公司如菲利浦、东 芝等的协作关系。美国家电行业的三个竞争对手：梅塔克、惠尔浦和e p k i 公司在开 发微波烘衣技术时，组成了信息共享、费用共担的研究开发联盟，不仅减少了研究开 发的投资，而且缩短了开发周期。 协作企业【2 】是一种比市场机制更有效、比大型科层制组织更灵活的组织形式，它 能快速设计、快速制造、快速检测、快速响应和快速重组，生产出低成本高质量的产 品，从而抓住转瞬即逝的市场机遇。同时通过协作企业之间重复交易产生的信任和承 诺的协调，节约交易成本。 但是协作存在一些不利因素1 3 】，可能扼杀创意、产生依从、助长自由行为，也是 冲突的温床。协作企业存在的问题【4 】有：资产专业性，协作成员对于自身专有知 识应用的限定性，为了避免核心知识的扩散而不愿意把这些知识无私地贡献出来。 技术能力的差异，协作成员各自的技术含量和创新能力等方面存在着差异，从而导致 协作的冲突。组织文化差异，各协作企业文化、价值观等的不同而产生冲突。组 织结构差异，协作企业之间的组织结构存在着不同，从而对技术开发、研发管理等的 理解和观点不一致。 在协作的过程中资源是重要的基础，要很好的协作企业间的上述问题，需要对在 协作的过程中协作企业所提供的资源【5 】，包括物质、能源、对经济有巨大影响的信息 技术 6 1 1 7 1 等各类资源及其定义、特点、范围等进行研究和管理。 1 绪论硕士论文 1 1 2 资源 1 1 2 1资源的定义和特点 1 ) 资源的定义 “资源”的含义丰富、复杂，并与科学技术及生产力发展水平息息相关。经济 科学学科辞典对资源定义是，资源通常是指自然界存在的物质、动力的天然来源。 联合国环境规划署对资源的定义是：“所谓资源，特别是自然资源是指在一定时期、 地点条件下能够产生经济价值，以提高人类当前和将来福利的自然因素和条件。 这 两种定义只限于对自然资源的解释。但是资源不仅仅是自然资源，而且还包括人类劳 动的社会、经济、技术等因素，还包括人力、人才、智力( 信息、知识) 等资源【8 】， 是经济活动中一种能够产生新的经济价值或财富的投入。经济学解说将“资源 定义为“生产过程中所使用的投入”，这一定义很好地反映了“资源”一词的经济学 内涵。可以认为，资源【9 j 与人类的生产活动密切相关，只有当自然界物质被人类用到 生产活动中时才能称之为资源。相对于一定的国家、地区、部门或经济主体在一定时 期内的经济活动来说，资源是一个整体概念，它包括土地资源、矿产资源、森林资源、 海洋资源、石油资源、人力资源、信息资源等【lo 】一切有人类参与获取的，能够满足人 类社会活动需要的、可被利用的客观存在。随着科学技术和生产力的发展，资源包括 的范围及所能发挥的作用也在不断扩展和变化。 2 ) 资源的特点 资源的特点首先是它的客观存在性，资源还具有以下的共同特点1 1 】【1 2 】： ( 1 ) 可利用性：也就是说它对于人类的各种活动而言是有价值的。 ( 2 ) 多用性：任何资源都具有多种功能和用途，在不同的环境下和条件下，可 能会表现出不一样的使用价值。 ( 3 ) 消耗性( 有限性) ：任何资源在数量上总是有限的，随着资源的使用，是 会被逐渐消耗掉( 越来越少) ，尤其是不可再生性资源。 ( 4 ) 相互依存：即各种资源是相互依存，相互制约，构成了完整的资源生态系 统。其中任何一个要素的变化，必然会引起其它要素的相应变化。 ( 5 ) 知识性：随着信息技术的发展和知识经济的到来，制造业中知识性资源发 展最快，地位也越来越重要。 除了上述的资源共性外，在不同环境下资源还具有不同的特性。如作为制造业中 的制造资源，尤其是在市场经济和制造业水平越来越发达的具有现代特色的制造业 中，资源具有动态性，即在制造过程中的每一个环节，资源表现出不同的形态和价值； 在网络化环境中，资源还具有可共享性，可以为不同企业所共享。 2 硕士论文协作企业共享资源建模与管理技术研究 1 1 2 2协作企业共享资源 随着计算机应用的发展，先进制造技术【1 3 】【1 4 】的兴起，例如成组技术( g t ) 、数控 技术、计算机辅助设计( c a d ) 、计算机辅助工艺规程设计( c a p p ) 、计算机辅助制 造( c a m ) 、柔性制造技术、计算机集成制造( c i m ) 、敏捷制造( a m ) 掣”】，网络 技术得到了快速的发展和广泛的应用。在网络技术环境下，资源以资源信息形式存在， 而不再仅以物理要素的形式存在。资源信息包括资源的功能、状态、数量、归属等所 有描述资源的属性。网络化中数量巨大、增长迅速的资源信息呈现以下的特性【1 6 】【1 7 】： ( 1 ) 存储数字化。资源要素经过信息的提取后，表现为磁性介质上的电磁信号 或者光介质上的光信息。以数字化形式存在的资源，为共享提供了可能性，让信息既 可以在企业内部共享，也可以通过网络进行远距离共享。 ( 2 )表现形式多样化。传统的资源信息主要是以文字或数字描述，而网络环境 下的资源可以以文本、图像、音频、视频、软件、数据库等多种信息形式存在，便于 用户更直接、更快捷的了解所需资源。 ( 3 )以网络为传媒。资源信息的存在是以网络为载体，以虚拟化的姿态展示的， 人们得到的是网络上共享的信息。 ( 4 )传播方式的动态性。在网络环境下，资源信息的传递和反馈快速灵敏，具 有动态性和实时性的特点。资源信息在网络中的流动非常迅速，电子流取代了纸张和 邮政的物流，加上无线电和卫星通信技术的充分运用，上传到网络上的任何资源信息， 都只需要短短的数秒钟就能传递到世界各地的每一个角落。 ( 5 )资源信息复杂。资源的信息没有经过严格的编辑和整理，良莠不齐，各种 不良和无用的资源信息大量充斥在网络中，形成了一个纷繁复杂的资源信息世界，给 用户的选择和利用带来了不便。 网络环境下的资源有了以上的特点，和自然的用物理存在表示的资源相比，对资 源的传播在一定程度上提供了方便，但是还缺乏有效统一管理机制，各个资源发布者 对资源的相关管理只是按照自己的方式进行，管理方式较繁多，差异性较明显；且可 以使用的资源和不可使用的资源交织在一起，使资源的拥有者、发布者、请求者无法 识别和有效的使用，对资源紧张和闲置共存的现象没有产生理想的改观。 本文研究的协作企业共享资源，是指可被协作企业共有，能在产品全生命周期的 一个或多个环节做出直接或者间接贡献的所有元素的集合。同网络化环境下的资源相 比，协作企业资源范围更加广泛，既包括生产系统内部资源要素、生产设备、网络资 源、人力资源、资金等，也包括生产系统的非结构化要素及相应的管理技术，同时还 包括了生产系统外部的资源要素，如计算资源、数据和共享信息( 如产品库、零件库) 、 应用和服务、设备( 如加工中心、特种设备) 、软件系统、人力资源等【l 引。 1 绪论硕士论文 1 2 资源管理的研究现状 为了使复杂的资源信息条理化和清晰化，能够被人类更好地掌握并加以使用，所 以需要对资源进行有效的管理，而分类和建模技术是其中关键技术，国内外许多专家 也对资源的分类与和建模的相关理论和技术进行了广泛的研究。 1 2 1 资源分类的研究现状 分类( c l a s s i f i c a t i o n ) 是一个专门研究认识事物、区别事物方法的领域。作为具 有类特性与共同行为的对象的模版，可用来产生对象的类，是一种抽象的具有相同属 性和操作的对象的集合f 19 。类的概念使我们能对属于该类的全部个体事物进行统一的 描述。把面对的事物归结成一些类是人们在认识客观世界时经常采用的思维方法。分 类的基本要求是抽象，即忽略事物非本质的特征，只注意那些与当前目标有关的本质 特征，从而找出事物的共性。因此分类的过程9 j 就是把具有共同性质的事物划分为一 类，得出一个抽象的概念的过程。从古代哲学家的知识分类，到近代的动植物分类、 图书分类等，各种实用的分类方法在不同领域发展起来。一般来说，这些实用的分类 方法都是将事物区别为具有一定从属关系的不同层次的大小类别，形成概念系统，反 映客观事物的联系和区别。因为类是具有某种共同属性的集合，所以分类方法的基本 思路又可以看成是：按照事物属性的异同将事物区别、划分为不同的种类1 2 。 如经济学解说中“按照常见的划分方法，资源被划分为自然资源、人力资源 和加工资源。 可从其性质、用途等不同角度进行不同的分类，如图1 1 所示。 资源 按资源性质分 箍斟铫 葙藕訇p 器ll 娄 资源j 恻u1 人文资fi 源 丽葡裔韧l 叫l l 资源i | 用的资源i 按资源可利用状况 篓星ff 现ji 潜 器l 委 ( 含服ii 蕃jl 丢 叁性li 濂ii 濂 资源) il l 图1 1 对资源从不同角度进行的分类 废 物 资 源 图中分别按照资源的性质、用途和可利用状况进行了分类： ( 1 )按资源性质分为：自然资源、社会经济资源和技术资源；自然资源按其再 生性又可划分为再生资源和非再生资源。再生资源有两类：一类是可以循环利用的 资源，另一类是生物资源。社会经济资源，是直接或间接对生产发生作用的社会经 济因素。如劳动力是社会经济发展的主要条件。技术资源其在经济发展中起着重大 4 硕士论文 协作企业共享资源建模与管理技术研究 作用。技术是自然科学知识在生产过程中的应用，是直接的生产力，是改造客观世 界的方法、手段。在当代，科学技术对生产力发展更是起了巨大推动作用。 ( 2 ) 按资源用途分为：农业资源、工业资源、信息资源。 ( 3 ) 按资源可利用状况分为：现实资源，潜在资源和废物资源。 在制造资源方面，传统的资源的分类要相对简单，企业制造资源就是生产设备和 人力两大块。在网络化制造背景下，制造资源的内涵和所包括的内容得到了延伸，既 包括企业生产系统内部资源要素，还包括企业生产系统以外的其他诸多要素，这样， 使得制造资源的种类变的更加繁多、分类更加复杂。根据其在产品生命周期中的角色 可以将制造资源分为广义制造资源和狭义制造资源。广义制造资源是指企业完成产品 制造整个生命周期所用到生产活动中的物质元素的抽象对象的集合，是企业完成产品 整个生命周期所有生产活动的物理要素的总称。广义制造资源不仅包括企业的厂房、 设备、工具，还包括企业的资金、技术、信息、市场、人员等。狭义制造资源是指加 工一个零件所需要的物质元素，是面向c i m s 、c a p p 和n c 等系统所需的底层制造 资源，这些元素包括机床、刀具、夹具、量具和材料等。根据制造资源在产品生产过 程中是否发生重大变化可以将制造资源分为静态资源和动态资源两类：静态资源是指 在其生命周期内主要性质变化不大的资源，如人员、设备、工具等；动态资源是指那 些随着所处环境的变化和自身的发展而不断变化的资源，如业务过程、技术、信息等。 根据制造资源是否可循环利用又可将制造资源分为一次性资源和可以重复利用资源。 一次性资源是指资源在其整个生命周期中，只被使用一次就失去自身价值的资源，如 原材料、能源等；可重复利用资源是指资源在其整个生命周期中可以被重复利用多次 的制造资源，如机床、工具、运输设备等。 目前许多专家从资源的使用范围、资源在生产过程中的分布、供应链、工艺类型 等各个方面对资源做了分类研究。王丙占【2 l 】对资源进行了如下的分类：硬件资源( 主 要包括加工设备资源、刀具资源、装夹具资源、计算设备资源、存储设备资源、试验 设备资源等) ，软件资源( 包括c a d ，c a e ，c a p p ，c a m ，p d m ，e r p ，s c m ，c r m ， 数据库管理软件等) ，应用技术( 包括各种专利、发明和解决方案等) ，人力资源，信 息资源以及其它。潘晓辉l z 2 j 根据企业的组织结构，将资源分为企业层、车间层、单元 层、工作站层和设备层，每个层次所代表的制造资源都具有一定的属性和功能，它是 面向虚拟制造和敏捷制造的信息要求的更高层次应用的制造资源模型。周丹辰【2 3 1 把资 源分为标准资源、设备资源、软件资源、人力资源、企业信息、科技成果信息、产品 信息及商务信息。赖成瑜等【2 4 】将资源分为物资资源类，技术资源类，信息资源类，人 力资源类，财务资源类和辅助资源类。屈喜龙【2 5 】从成德绵区域资源的特点出发，根据 企业的实际需要而提出将资源分为装备资源、精密仪器资源、高性能计算机资源、信 息化人才、软件资源、技术资源、信息资源、用户资源。李永锋【l l 】从资源提供者的角 1 绪论硕士论文 度，按照资源的属性、用户需求、使用方式以及在制造活动中发挥的作用，将制造资 源分为人力资源、制造资源、技术资源、物料资源、应用系统资源、服务资源、用户 信息资源、计算资源和其他相关资源。p y o u n gy o lj a n g 等【2 6 】基于功能将资源分为三 类：加工资源、储藏资源和运输资源。加工资源主要包括加工设备、人员等，储藏资 源指存放原材料或零件的器件，运输资源指运送物料的设备。 在资源的分类中，以上的各种分类分别得到应用。，但是从产品的全生命周期所 涉及的资源广泛性来说，资源的概括性还不够全面，分类的类别也不能够很好地提供 协作企业对资源信息的需求，如对相似度较高的资源没有进行更详细的分类研究。 1 2 2 资源建模问题的研究现状 模型是人们为了方便研究、理解和解决客观世界中存在的种种问题而对客观现实 经过反复思维抽象后的文字、图表、符号、关系式以及实体模型的集合，以描述所认 识到的客观事物的一种直观表现形式。简单的说模型就是现实系统的简化，是为了理 解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物规范、无歧义描述的一种工具。在资源的 建模型方面，马鹏举等1 2 7 】把制造资源信息分为概括信息和制造能力信息，利用s t e p 技术和面向对象方法建立了支持动态联盟的制造资源信息模型。贺文锐等【2 8 】提出基于 o w l 的网络化制造资源建模，并对基于w e bs e r v i c e 技术对区域网络化制造中资源的 集成技术进行研究。余强等【2 9 】针对网络化制造环境制造资源模型中普遍存在的“任务 一资源的紧密耦合所带来的柔性不足的问题，提出一种面向能力的制造资源模型， 建立了“任务一能力一资源 三层结构的过程元模型。李少波等【3 0 】提出了基于a s p 的动态联盟制造资源管理系统体系结构，并对系统主要工作业务流程框架进行了设 计，提出了基于时间、质量、成本、服务、敏捷性、领先性、历史记录等指标的面向 评价指标体系的资源建模方法。盛步云等【3 l j 建立了基于制造网格的制造资源管理模 型，并将服务域引进到u m l 类图中对制造网格资源进行了分析与建模，解决了只用 一幅u m l 类图来建模海量制造网格资源的弊端。王立峰等【3 2 j 基于网络化制造资源重 构的需要，利用u m l 建模工具建立了面向对象的制造资源模型。倪中华等【3 3 】提出了 应用s t e p 、面向对象和x m l 技术，定义适用于网络化制造的制造资源信息模型标 注语言- - m r m m l ，构建基于m r m m l 的动态自组织制造资源信息模型。彭文利等【3 4 】 针对网络化制造中的资源动态快速重组问题，提出了基于物理制造单元的制造资源信 息建模。 在协作企业共享资源系统中，资源的建模也是要研究内容的重点和难点。从现有 的研究状况来看，虽然许多理论研究和技术已经取得了巨大的进步，但是随着建模技 术的发展，加上协作企业对资源从共享角度的分类，资源与建模方面仍然存在许多问 题有待深入研究。 6 硕士论文 协作企业共享资源建模与管理技术研究 1 3 课题的来源、意义及其结构安排 1 3 1课题来源 本文的研究工作依托“十一五 重点项目“面向xxx 的网络异地协同设计与制 造技术 、“xxx 研制中xxx 技术综合验证平台 进行。该项目以某产品的设计与 制造为应用背景，重点突破网络化协同设计制造领域的关键技术，研究建立具有自主 知识产权的产品网络化协同设计平台，并与综合验证平台集成，应用于xxx 的协同 研制过程，以提高我国高新技术产品的协同设计能力和协同研制的过程管理水平，进 而缩短产品研制周期，提升企业竞争能力。 在本项目的工作中，协作企业y j s 所和g c h 厂之间的各种协作、沟通、研究、 制造系统的建立，如集成模式的实现，协同支持，协同理论和机理的研究，分布式过 程集成和控制技术研究等都需要物质基础资源，此时的资源不仅仅是协作企业的从属 物和组织运转的载体，而是为协作企业的协作活动提供支持的保证。为了实现网络异 地协同设计与制造技术，实现协作企业资源的共享是前提和重要的保证。 1 3 2 选题意义 面对激烈的市场竞争环境，企业通过相互协作，综合先进制造技术、现代管理模 式和资源共享，建立合作伙伴关系来提高企业的综合竞争能力。协作企业之间的协同 工作是以资源共享为前提的，资源共享是协同工作的客观要求。协作企业不仅能通过 共享性资源与外部企业产生竞争的不对称优势以获取竞争优势，而且协作企业自身也 是共享性资源的缔造者，协作企业与共享性资源形成相互强化与促进的良性回路，从 而基于共享性资源以不断获取竞争优势。 协作企业资源共享，一种建立在互联网络、信息技术基础之上的全新的企业竞争 战略正日益在企业中得以成功应用，并且将日益成为企业核心竞争力的来源，是企业 实现可持续发展的重要保证。在协作企业中的资源的结构和功能更加多样化和复杂 化，传统的资源分类、建模和表达方式已不能适应协作企业的发展和需求【1 6 1 。因此如 何对共享资源进行分类管理是企业之间协作的重点和难点。 本文将主要研究如何在协作企业内更好的实现资源共享，通过资源共享的实现来 支持协作企业之间的协同工作。在一定的共享机制上实现共享资源的信息管理和对共 享资源信息的智能化应用，减少协作企业间因缺乏所需资源信息而导致的协同工作无 法或无法及时完成的情况，同时提高协作企业的资源利用率，降低成本，从而使得企 业能够快速地响应市场需求的变化。 1 3 3 主要研究内容 本论文在对协作企业拥有资源进行总结基础上，对资源进行科学的分类研究，采 7 l 绪论 硕士论文 用u m l 语言建立共享资源的模型，以实现协作企业之资源共享。并对平台的智能化 进行研究。据以上分析，本文主要研究的内容包括： ( 1 ) 从企业调研现状和资源共享的需要分析基础上，构建一个协作企共享资源 体系，对体系建立的功能提出要求，并对系统进行详细的描述。 ( 2 ) 从共享资源的特点开始分析，遵循一定的原则对资源进行科学的分类，并 对相似性的资源运用聚类分析方法进行聚类，同时兼顾考虑分类的可扩展性。 ( 3 ) 在资源科学分类的基础上，用面向对象的建模方法和u m l 的建模语言对 共享资源类的属性、操作和相互之间的联系等进行高度的抽象和概括，并以初级分类 和刀具的分类为代表，建立对象模型。 ( 4 ) 在数据库中对模型实现，完成用户共享的目的。 ( 5 ) 将人工智能应用于共享资源平台，更好地完善平台，增强其智能管理功能， 提高平台的实用性。 ( 6 )在以上研究基础上，使用v b n e t 语言和s q ls e r v e r 数据库开发协作企业 共享资源平台。 1 3 4 论文内容及其结构安排 本文以协作企业的资源为研究对象，对资源进行合理有效的分类，以更好的实现 资源共享，并能够对协作企业的协同工作提供支持和保证。全文共分为六章，各章节 的主要内容如图1 2 所示，每章的内容简述如下： 第一章为绪论，简要回顾了资源定义、特点，总结了资源分类和建模技术的国内 外发展应用情况及发展趋势；介绍了本论文的研究背景，研究意义和课题来源；最后 给出了论文各章节安排。 第二章为协作企业共享资源的体系结构。从协作企业的需求分析出发，构建了协 作企业共享资源体系，规划了体系的特点，并对体系的运行过程、体系内共享资源的 生命周期和状态变化、用户设置等进行详细的描述，最后总结并提出其实现的关键技 术。 第三章为共享资源的建模技术。在进一步分析共享资源的特点基础上，从资源的 科学分类着手，对协作企业共享资源的建模，并以此为依据对数据库进行设计和开发， 完成共享资源模型的实现。 第四章为共享资源的智能化管理。在已经完成的共享资源的平台基础上，实现智 能化的需求。建立了专家系统，并着重构建了知识库和推理机制，以产品方案设计为 例进行推理。 第五章为系统的实现。介绍系统的实现技术和开发运行环境，最后给出系统的运 行实例。 8 硕士论文协作企业共享资源建模与管理技术研究 第六章对本文的研究成果进行总结，并对存在的不足和下一步的工作进行展望。 共享资源的智能化管理 0 协作企业共享资源系统的实现 总结与展望 图1 2 论文主要内容示意图 9 2 协作企业共享资源体系结构 硕士论文 2 协作企业共享资源体系结构 残酷的市场竞争是现在企业面临的最大挑战，同时也给善于运用科学手段完善经 营管理体制的企业带来了机会。为了在市场竞争中获得更高的回报，很多企业都不断 地进行内部改造，但是企业并没有获得预期的效益。企业之间的协作是提升竞争能力、 抓住转瞬即逝的市场机遇的快捷方法，而企业间协作的关键是协作企业间对资源的快 速共享。本章将在分析协作企业对资源共享需求的基础上，构建协作企业共享资源体 系，并对其功能分析、运行过程等进行详细的论述，最后确定系统实现所需的关键技 术。 协作企业共享资源体系的构建可分为两个阶段：第一阶段完成协作企业共享资源 系统的建立，主要包括对资源的搜索、整理、排序、分析、分类、描述、建模、实现 等过程，这一阶段是以面向客观对象为原则，以资源共享为目的的行为活动。第二阶 段是对系统的应用和完善，主要是对共享资源进行添加、共享、积累和辅助性完善的 过程，其实质是更准确、更有效、更全面、更深层次地完善和实现协作企业之间的共 享资源，这一阶段的典型行为有：智能地积累共享资源信息、注销不能继续共享的资 源、获取新的共享资源等。其中，第一阶段是第二阶段的基础，第二阶段是第一阶段 的完善和延续。 2 1 资源共享的需求分析 成功的系统构建首先要了解协作企业的真实需求，并对他们的需求做出最精确的 定义。精确的定义需求要有清晰的认识，而协作企业之间的需求往往是多方面的、不 确定的，因此挖掘协作企业客户需求时需要坚持以下原则： ( 1 ) 全面性原则：全面的定义其几乎所有的需求，全面掌握协作企业在生产活 动中对协作的需求强度和满足状况。根据协作企业的生产状况、资源共享需求、协作 需求等因素全面的分析需要。 ( 2 1 突出性原则：要突出协作企业之间较重要的或被强调的需求。 ( 3 ) 深入性原则：沟通不能肤浅，否则只能是空谈。只有深入的了解协作企业 的协作需求、过程、结束等各个环节，才会发现真正需求。也就是说，要对协作企业 的需求做出清晰的定义，事前工作的深入性是必不可少的。 ( 4 ) 广泛性原则：广泛性原则不是对某一个特定协作企业需求定义的要求，而 是指要沟通和了解所有接触企业的需求状况，学会对比分析，广泛的归纳总结需求。 ( 5 ) 建议性原n - 协作企业所认同的观念跟实际系统的构建或多或少的存在一 些差异，所以对需求要进行定义时，要建议采用系统能够接受的方式来填补差异性。 1 0 硕士论文协作企业共享资源建模与管理技术研究 遵循以上的原则，对河南、江苏等地的部分企业进行了调查，掌握了大量的企业 现状信息和相关资料，针对协作时对共享资源的需求，以降低企业制造成本，提高协 作企业的整体竞争力为目的，建立协作企业共享资源服务平台，此平台应满足以下要 求： ( 1 ) 通用性 平台的服务功能适合所有协作企业的特点，能最大限度地满足协作企业群体共性 的技术需求，解决企业普遍存在的问题 ( 2 ) 自治性 保证各个协作企业对各自资源的自治性。实现资源的协同共享使用和合理分配的 同时还要保证各个协作企业的自主管理权限，对所属的资源的所有权。 ( 3 ) 实用性 平台的功能要素针对协作企业对共享资源的需求，使企业用户易学、易懂、易用， 并可根据自身发展实际需求，在平台上采取自助式服务。 ( 4 ) 安全性 平台具有数据备份的功能，能保证接受平台服务的企业各种数据不丢失，同时平 台定义不同的角色，并赋予不同的权限以保证资源访问的安全性，使企业应用系统不 会受到恶意侵扰，用户的商业秘密不会被泄露。 ( 5 ) 可管理性 平台具备对集中应用进行运营管理的功能，保证只有经过授权的企业用户才能使 用已授权的应用。资源信息的查询。将多个协作企业的共享通过注册的形式将资源的 类型、可供共享的信息、所属企业等信息上传后修改。在协同工作过程中用户可随时 通过多种方式的查询，寻找所需共享资源属性和提供状况。 通过本平台的开发，将协作企业中分散的各种资源统一管理起来，借助网络实现 物理空间上的零距离，协作企业不必花费高昂的代价来弥补自已的弱项，即可充分使 用共享资源，还可大大节省投入，把资金用于提高企业的核心竞争力。资源共享会缓 解生产制造中对可协作企业和资源寻求的难度，极大地减轻信息收集部门工作人员的 劳动强度，提高工作效率，从而更好的完成生产任务。协作企业之间取长补短，互相 促进，协作研发生产出高新技术的产品，丰富市场。 2 2 协作企业共享资源平台的体系结构 2 2 1协作企业共享资源体系结构 协作企业的共享资源体系是建立起只允许协作企业共享资源的相关信息进入系 统的决策活动中的一种环境，在这个环境中实施一系列的措施，使生产、搜集资源的 2 协作企业共享资源体系结构 硕士论文 费用能与利用共享资源后的效益相比较，同时改变观念和政策，使共享资源在协作企 业的商业活动中能够被视为重要的财产。各个协作企业各自拥有自己的经营决策、产 品生产和开发等自主权，同时共同拥有一个共享的资源平台。协作企业进入共享资源 的网络体系时要经过一定的认证，同时进入共享网络的用户也有一定的权限分配和限 制管理。协作企业的共享资源体系结构如图2 1 所示。 协作企业1 ，协作企业2 ，协作企业n 用户层 i 管理li 功能层 服务 i 数据库的访问和管理维护 数据层 共 享 资 源 平 厶 口 图2 1 协作企业共享资源体系结构 由上图可知，该协作企业共享资源系统由数据层、功能层和用户层组成。其中功 能层和数据层构成共享资源平台，具体如下： ( 1 ) 数据层：为各协作企业的资源共享实现提供基础数据支持，对整个系统的数 据进行管理，包括资源库、知识库、综合数据库。 ( 2 ) 功能层：实现共享资源平台的基本功能，包括资源流通、管理服务等。 ( 3 ) 用户层：为各企业的用户提供友好的应用界面，用户通过该界面可以根据其 权限对相应的资源信息进行访问或操作，实现对本平台的应用。 2 2 2 功能分析 总的来说，资源共享服务系统的目的是在提高资源利用效率的同时为众多企业提 供服务。协作企业共享资源体系中功能层的主要功能模块包括资源流通和管理服务两 个部分： ( 1 ) 资源流通：是指在协作企业共享资源体系中资源在协作企业之间共享的流 通，包括资源查询、共享请求和共享服务。共享资源在本体系中首先要被协作企业发 现才能考虑共享请求。在满足请求企业要求的情况下资源被请求共享，此时用到的是 1 2 硕士论文 协作企业共享资源建模与管理技术研究 共享请求功能。共享服务最终实现资源的共享。 查询：为用户提供访问资源的简单接1 ：3 ，消除资源异构产生的影响，让用户 透明的访问资源。 共享请求：为协作企业的共享事件触发，即资源共享的真正开始。 共享管理：对共享申请进行处理，是平台中资源流通的最后一环。此服务也 属管理服务中。 ( 2 ) 管理服务：此处的管理服务指为用户提供资源的维护管理，包括资源类别 管理、资源信息管理、系统管理和共享服务等。 资源类别管理：支持系统的自适应性和可扩展性。随着协作企业的变化，协 同工作过程的改变对需要共享资源的类别等也有不同的要求，此时对已有共 享资源和资源类要进行扩展。 资源信息管理：包括现有资源管理和新增资源两个方面。资源管理提供了标 准的界面对现有资源要进行信息的维护、更新信息等；新增资源对要进行审 核和分类，筛选后进入共享资源平台内。 系统管理：指对系统运行时的基本功能管理，如用户的角色设置、协作企业 的加入、退出等管理。 共享管理：指对共享请求的处理服务，包括拒绝、接受请求和资源收回等， 同时还要同步改变系统中的资源的共享状态。 通过此平台的应用还可以加强企业之间的沟通了解，有效的推进资源信息的共享 和利用，进一步提高协同工作的效率。 2 2 3协作企业共享资源体系的运行过程设计 2 2 3 1协作企业共享资源的运行过程 基于协作企业共享资源的体系建立了企业共享资源网络平台，此平台中将实际资 源的具体细节隐藏，用户通过简单的界面看到经过抽象的逻辑资源，而不是客观实在 物理资源。各个协作企业既可以访问、查询现有资源，也可申请资源的共享注册、撤 销等操作。在协作企业共享资源的体系中，首先当某个企业有协作需求时，经过申请 和信息的添加等操作进入协作企业共享资源网络平台。每个企业进入时都需先创建一 个企业级系统用户，此用户有权限针对自己企业情况添加一定权限的资源管理用户或 者使用用户。此用户的权限高于其它所创建用户的权限。此系统中的运行过程如图 2 2 所示。 2 协作企业共享资源体系结构 硕士论文 协作企业共享资源网络平台 雨信息l | t 测共髫管甚 嚣 库! ；基 ，蠡剞r 剖 望二信息 图2 2 协作企业共享资源运行过程 系统的运行过程具体说明如下： 共享资源体系中资源的生命周期开始的第一步是向系统中资源注册自己，此 时需要确定资源的使用状况、描述资源的功能，确定共享策略等属性。 资源管理器将资源的注册信息写到数据库中。注册的结果在资源信息库中有 了自己的信息和相应的资源识别标识，注册之后的资源就变成了共享资源。 用户需求资源时向系统发出请求，同时提供对需求资源相关属性信息的描述。 资源管理器从资源信息库中获得