互联网+时代的协同生产

协同生产，是企业在一定技术的统领下，按照需求计划将生产任务分配到各个制造部门，再经过制造部门将生产任务分配给各个制造单元，进行作业计划调度，物料的搬运，设备的监控等。所有这一切活动必须以用户的需求变更，设计的修改，工艺的修改，上下游物料的供应，仓储物流，设备的运行状态建立动态协调的机制，以快速响应需求的动态变化。

协同生产其实主要是个技术问题。协同生产涉及几方面的关键技术，主要包括：信息与知识的处理技术；协同生产计划调度技术；远程设备监控技术。

●信息与知识的处理技术

制造业的信息包括产品信息、工艺信息和管理信息。在制造系统中，除一般的结构化信息外，还有大量的非结构化信息，如图形信息、实体模型、数控程序、专家知识等数据类型。所有这些制造信息分布在制造系统的各个应用单元中，并且由于数据库建立的时间差异、系统环境的差异、应用目的的差异，使数据库的结构、应用环境呈明显的异构性。制造系统要考虑实时加工和监控信息的收集、分析和管理，这就要求采用实时数据库技术。

在复杂多变的网络化环境下，如何将企业信息由无序、分散、异构的形式转化为有序集成的状态，支持成员企业之间的信息交互与协作，是实现动态协同生产有效运作的重要前提。技术方面可以通过XML的数据转换器转换成统一格式，使之能够在企业间进行信息传递，为协同生产的信息交互提供一致性保证，实现信息的双向交互。

信息是知识的子集或基石，信息经过加工处理、应用于生产，才能转变成知识。企业的信息化就是将数据、信息和知识高效地存储管理起来，并完成从数据到信息再到知识的转换，进而从知识中再创造出新的知识，将企业的效益最大化。其处理技术主要包括ES专家系统、CAPP专家系统和安全系统。

ES专家系统，是支配一个知识库的软件系统，它表达部分领域中的专家知识。专家系统中最重要的组成部分是知识处理部分（推理部分），在它的帮助下，可以借助所存储的知识实现问题的求解。

CAPP专家系统，当输入零件的描述信息后，系统经过一系列的判断，然后调用相应的子程序或程序段生成规程。CAPP专家系统具有较大的灵活性及处理不确定性和多义性的特点；另一方面，CAPP专家系统还具有对话能力和学习能力，使计算机真正模拟工艺人员进行工艺设计。CAPP专家系统以知识结构为核心，按数据、知识、控制3级结构来组织系统，其知识库和推理机相互分离，这就增加了系统的灵活性。当生产环境有变化时，可以通过修改知识库，加进新规则，使之适应新的要求，因而解决问题的能力大大加强。

客户端安全是保证整个系统正常运行的重要部分。对客户端的制造企业来说，要顺利登录并使用ASP中心服务器上的制造信息资源，其安全技术主要涉及两个方面，一是身份认证，二是访问控制。身份认证是实现访问控制的前提条件，由身份认证结合制造系统的具体授权机制和访问控制策略，才能提供访问控制功能。常用的身份认证技术有可重用密码、一次性密码、集中式安全服务器以及数字签名、数字证书等。访问控制技术根据访问策略的不同，分为自主访问控制、强制访问控制和基于角色的访问控制。自主访问控制系统允许用户自主地指定另一个用户对其所拥有的资源是否可以访问及访问类型。这种访问控制模型在操作系统和数据库系统中得到广泛的应用。强制访问控制系统预先定义用户的访问权限级别和信息的保密程度，拥有相应权限的用户可以访问相应安全级别的信息。这种访问控制模型主要用于高安全性、多层次性的信息系统中，如政府机构和军事系统。基于角色的访问控制是实施面向企业安全策略的一种有效的访问控制方式。其基本思想是，对系统操作的各种权限不是直接授予具体的用户，而是在用户集合与权限集合之间建立一个角色集合。每一种角色对应一组相应的权限。一旦用户被分配了适当的角色后，该用户就拥有此角色的所有操作权限。这样做的好处是，不必在每次创建用户时都进行分配权限的操作，只要分配用户相应的角色即可，而且角色的权限变更比用户的权限变更要少得多，这样将简化用户的权限管理，减少系统的开销。

●协同生产计划调度技术

协同生产制造模式下，资源利用的空间和能力范围从单个企业内部扩展到整个动态联盟，且动态联盟企业都有相对独立的自主权，这使得生产计划调度有了新的需求。选择合适的调度优化算法等，使整个动态联盟协同生产过程中避免发生冲突及不相容的现象。

协同生产计划调度在具体制定执行时要达到两个目的：一是在设备出现故障时，能快速做出诊断和提供快速的维修服务使企业的生产能正常运转；二是使用较少的维修技术人员，来保证全球性的用户对设备维护维修的快速反应要求。其中涉及提供更有效的服务、规范服务能力的提高、人员成本的降低、对设备最终用户加快维修需求的响应能力、停机维修费用降低、以数据的流动代替人员的流动等等。

●远程设备监控技术

远程设备监控是以Web（网页）技术为基础的，广泛译作网络、互联网等技术领域。表现为3种形式，即超文本、超媒体和超文本传输协议等。Web技术保证了系统的通用性、可扩展性、实现跨平台的异构协同工作体系。用户可以利用任何与互联网连接的计算机，通过网络浏览器实现远程监控。

Web已被广泛用于监控系统中，它可以提供统一的人机界面，并且操作简单友好。该系统结构使用Web来建立监控系统，Web监控系统通过过程网关获取现场设备的数据，将这些数据以Web的形式提供给远程用户。远程用户通过PC、PDA、笔记本电脑或手机访问Web页，将各种控制数据送回Web监控系统。Web监控系统再将这些控制数据通过过程网关传送给现场设备，这样就完成了对现场设备的远程监控。

当然，远程的用户也可以通过直接访问过程网关来实现远程的监控。由于Web监控系统以HTML的形式来传送消息和过程网关提供的Web Service的防火墙友好性，因此不管使用哪种方式来进行远程监控，都不会受到防火墙的限制。