针对模具企业网络化制造的需求和存在的问题，结合模具企业的现状，提出一个适合于华南地区模具制造企业特色的模具网络化制造协同平台体系框架，并在此基础上开发面向华南地区模具企业的协同制造系统的多种功能模块。最后，以一个模具设计和制造过程为例，验证模具网络化协同平台运行的正确性和有效性。
模具设计制造过程是一个典型的多企业间协作的过程，没有任何一个模具企业能够包揽整副模具从设计、开发、采购、制造和交货的全过程。在模具设计制造过程中，模具企业与产品企业(即模具企业的客户)之间、模具企业与供应商之间、模具企业与其他外协加工合作企业之间存在广泛的和密切的协作需求，其中包括对产品设计模型或实物模型的理解，模具设计过程中碰到的问题(比如发现产品设计的缺陷或者模具无法实现的设计要求等)，模具设计进展，设计模型的最终确认，试模、修模情况等与客户的沟通；与供应商就模具标准件、模具非标件、模具材料和工具等方而的沟通；与合作伙伴就关键设备工作状态和工期进行沟通等。
1 模具企业的现状
与上海、浙江等地的模具企业(专业化程度高)不同，华南(广州)地区的模具企业有6000余家，其特点是模具的专业化程度较低，企业“大而全、小而全”，例如，一个中小模具企业既做汽车模具，又做家电模具、玩具模具等。华南(广州)地区模具企业的这种缺少专业分工的现状直接导致的两大后果是：
1)资源难以共享。山于每个模具企业“麻雀虽小、五脏俱全”，模具企业之间互不求人，协作需求不强，各自为战，分散经营，每当遇到大订中一时一家企业难以独自承接，因而丢失订单；而当没有订单时，企业设备资源又大量闲置。这种情况在中小模具企业普遍存在；
2)模具制造质量不高。由于缺少专业分工和协作，中一个企业在市场上缺乏竞争力，为了抢到订单，企业间竞相压价，导致模具价格越来越低，一些在市场上相对有些实力的企业在这种环境卜也只能亏木经营。
针对这一现状，木课题组于2004年底对广州市模具行业几十家企业进行调研，发现目前大部分企业间协作的主要形式仍然普遍采用传统的(E-mail、电话沟通或出差面谈等)协作方式；而基于E-mail来传递产品CAD模型或模具CAD模型，实现企业间协作，尚属于一种初级协作，它存在以下问题：
1)合作双方要求具有相同的CAD软件平台，才能浏览相应的产品数据模型，这对模具企业和客户都造成极大的协作困难；
2)模型文件往往较大，E-mail传递受到邮箱容量、网络带宽和网速等因素的制约；
3)协作的信息与过程管理是分离的，不能进行协作信息和协作过程的自动管理；
4)知识产权难以保护。
此传统的协作和沟通方式效率低、成本高，己经不能满足市场对模具产品快速交货的需求。一些企业在与国外客户合作时，利用lnternet网络，通过E-mail传递产品CAD模型和模具CAD模型。目前在珠三角广泛采用OEM (Original Equipment Manufacture)制造模式，其典型的协作过程如下：中标后，企业从国外客户的电子商务平台(网站)下载产品CAD模型，进行模具设计，上传模具设计模型给客户确认，然后进行模具制造和产品批量制造。
2 华南模具网络化协同平台系统框架
企业为摆脱而临的困惑和解决这一问题，迫切需求模具协作过程的信急化和自动化。一个中等规模的模具企业，一般有几十套模具同时设计生产，需要一个有效的协作管理工具来支持。当前有效的方法是利用协作项目管理平台及其产品可视化工具，可支持多CAD/CAM系统(包括Pro/E , UG, Solidworks , Catia, AutoCAD等珠三角模具企业常用系统)数据格式的转换和模型浏览圈阅，并实现对过程数据和流程的自动化管理。这种协作平台在国外跨国公司、国内如珠三角的一些大型产品制造企业正在得到应用。同时，利用公共协作平台，采用会员制租用模式进行协作，也日益得到业界认同和实践，美国EDS公司利用其产品evis.com平台、PTC公司利用其产品Windchill Pro-jectLink 和 Windchill PartsLink建立了相应的ASP协作平台，国外如施乐等公司租用来支持全球协作。
笔者基于网络化协同产品开发(Networked Collaborative Product Development NCPD)的思想，以模具设计与制造过程的协同项目管理为核心，构建模具企业协同设计平台，以实现模具企业对外协作数据和协作过程的有效管理，实现模具企业与客户、合作伙伴、供应商等制造链集成。
2.1 协同平台的系统框架及基本构成
华南模具网络化协同平台由两大平台组成。
1)企业信息与资源共享平台，即公共资源信息平台，它为所有的企业用户提供公共的资源信急搜索与查询，如模具企业、模具设备、模具设计、模具标准件、模具非标件、模具原料/辅料采购、模具工具/辅具采购、模具人才与技术、模具业务代理以及模具专家知识库，包括技术服务功能模块；为会员企业提供网络增值服务，如国外标准、设计技术、咨询服务。
2)模具协同设计与制造平台，为核心合作伙伴或联盟企业之间的业务流程提供协同平台解决方案：项目管理，网络会议，虚拟团队，产品浏览等。其基木功能及组成如图1所示。
2.2 设计方案
珠三角的模具制造企业与港、台、欧、美企业之间的合作比较普遍，跨国、跨地域的出差和电话等传统协作方式成本高昂。此外，由于模具制造业是客户驱动性制造业的典型代表，属于面向资源的工程订货类型，因此制造资源的高投入与订单的随机性存在矛盾。
一方面，为了获得模具订单，模具制造企业必须投资购买相应的模具制造设备，而如果配置完备所有必须的设备，往往需要很大的投资，这笔投资对于广大的中小模具制造企业是一个很大的负担。
另一方面，由于模具订单的随机性，使得昂贵设备的利用率往往不能得到充分保证，因此购买昂贵设备的经济性往往受到很大的影响。因此经过长期的运作实践，模具行业已经逐渐达成了协作的共识，即资源共享，风险共担。
通过实现协作过程管理的信息化和自动化，达到模具企业制造设计数据的快速传输、共享与使用以及制造资源的共享，具体系统方案实施框架如图2所示。
3 华南模具网络化协同平台的功能模块设计和开发
3.1 华南模具网络化协同平台总体功能
华南模具网络化协同平台的功能较多，在模具门户网站上也提供大量的功能，结构功能树见图3。
3.2 协作功能和文档资料共享功能
模具协同设计平台主要具有协作功能和文档资料共享功能，具体包括项目管理、资源分配、模型可视化、网络会议、文件夹、用户管理、组织管理等，系统功能结构如图4所示。
1)协同项目管理功能：实现对项目生命周期的管理，包括项目创建、项目信急管理、项目任务管理(分解和分配、任务进度状态跟踪、项目进度“预警”)等；项目共享文件夹为项目成员提供资料共享的空间；项目会议为项目组成员之间开展网络实时会议提供环境，包括会议的创建和管理，基于产品/模具模型的会议交流，会议纪要的生成等。
2)模型可视化功能：对模具设计2D/3D模型，通过适应网络环境下协同需求的轻量化处理后，提供模型结构(结构树管理)、模型浏览(旋转、平移、缩放、测量)、批注圈阅(圈阅、文字批注)等功能。
3)组织管理功能：为模具企业提供对合作伙伴(包括客户)的管理，同时，实现模具设计数据对组织的隔离。
4)管理工具功能：提供用户管理和权限管理功能；并为模具协同设计与制造平台用户提供共享工具的下载、注册和技术支持等。
4 系统运行的实例及分析
4.1 系统测试流程
基于上述系统，本文采用如图5所示的流程对协同平台的各功能进行验证。
4.2 测试数据
具体的测试内容包括产品设计、模具结构设计、模具造型、模具分析、模具加工过程进程监控。在整个系统中，发包企业给模具网发出订单信急，经过模具网的筛选，确定其合作伙伴，合作伙伴查看后，上传数据信急到协同平台上，并查看确认或修改信急。这样协同平台统一管理数据，并带来很大的方便，也不需要点对点的数据传递，发包企业可以直接查看任务，并且可以对其评价满意度。
4.3 测试结果
4.4 结果分析
从以上分析可得，针对传统的基于E-mail、ftp、光盘CD等传递产品CAD模型和初级的协作方式，本项目解决了如下的关键技术问题。
1)异构系统的接入问题：合作双方可在很多CAD软件平台下协作、浏览相应的产品数据模型，突破了传统所要求的在相同的CAD软件平台的限制，模具企业和客户无需改变原来的工作环境，无需更换系统即可协作。
2)突破数据传输容量大的限制。
3)实现了模具协作信急与协作过程管理的结合，实现了协作信急和协作过程的自动管理。
4)突破知识产权保护的困难。项目创建者在项目创建过程中可以定义一个项目团队。团队包含各种角色以及与各角色相关联的成员。成员可以从项目主办中一位的注册用户和组中加以选择，也可通过电子邮件邀请任意组织的成员。在创建项目活动并指配开始时间和优先级关系后，可以有选择地生成与指配给各项活动的各种资源相关联的任务，并在活动可以启动时将其发送出去。通过项目-文件夹-团队-自动发送和执行项目任务来保证正确的数据、信息、知识传递到正确的人。
5 结语
上述试验表明，木文所构建的华南模具网络化协同平台框架及所开发的功能模块，较好地解决了华南(广州)地区中小模具企业所存在的问题，满足了中小模具企业对模具制造协作过程的信急化和自动化的需求，建立了行业通用的协作平台，实现了模具制造业与客户、合作伙伴、供应商等制造链的集成，达到了模具企业制造设计数据的快速传输、共享与使用以及制造资源的共享。这给将来模具行业的发展带来很多好处，提供了很好的协同平台。实际运行表明，该协作平台具有很好的实际使用价值，为华南(广州)模具行业向专业化分工方向发展和提高模具制造市场竞争力览定了坚实的基础。
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