首先研究敏捷制造及动态联盟等现代制造模式，分析了敏捷制造的内涵和面向服务的技术基础，利用面向服务的架构、业务流程管理和Web服务等相关的标准和技术构建了企业业务集成服务平台。在此基础上提出面向服务架构敏捷制造的4个关键技术，如企业应用体系结构、产品数据交换平台、请求服务平台、生产计划与动态调度。

　　目前企业内和企业间存在着众多形式和性质的业务，例如，产品设计、生产和交付需要企业各部门、供应商、分销商、零售商和顾客之间的协作。单项业务所涉及到的企业规模变得越来越大，经常需要跨越多个管理域边界，所涉及到的资源数量和类型也越来越多，远远超出了传统生产的范畴。敏捷制造及动态联盟的实施为实现跨地区的资源共享和业务协作提供了战略手段。

　　在面向分布协作环境下的技术实现方面，尽管工作流技术部分满足了上述需求，并已广泛应用于企业业务协作的自动化过程中，但是由于其在模型定义、执行环境及接口方面的异构性以及应用程序接口匮乏等问题，结果只能满足企业的内部需求，而不适用于跨企业的流程互操作[1]。面向服务的架构（Service Oriented Architecture，SOA）和Web服务形成了面向服务的业务流程新模式，它采用Web服务作为业务流程执行平台，并将业务流程作为Web服务进行注册、发布和使用。面向服务的架构（SOA）以及服务组合技术在复用性、灵活性以及扩展性等方面显示出其强大的优势并逐渐在跨组织的企业中得到了应用，尤其在服务组合方面更是如此。业务流程以Web服务的形式分布在各协作企业[2，3]。

　　本文借鉴敏捷制造及动态联盟等现代制造模式，利用面向服务的架构、业务流程管理（Business Process Management，BPM）和语义Web服务等相关的标准和技术构建企业间业务集成服务平台，从而形成面向服务架构的敏捷制造（Agile Manufacturing based ON SOA，AMSOA）的生产模式，它是敏捷制造及动态联盟等现代制造模式在分布式企业中的综合实施。

　　1 敏捷制造的内涵

　　敏捷制造是指制造业企业采用现代网络信息技术手段，通过动态地、有效地协调整合各种生产要素，快速配置各种资源（包括技术、管理和人），响应用户需求，实现制造敏捷化的一种现代制造模式，其核心是制造业企业要在不断变化、不可预测的经营环境中，着力提升企业市场应变能力和快速反应能力的一种战略性举措，是现代制造业发展的方向，更是制造业信息化的必然趋势和本质要求。

　　敏捷制造的实现需要有多个相关企业的协同工作，它必然促使企业建立起动态组织架构。敏捷制造要求企业能以最快的反应速度，对市场变化、需求变更做出反应，并要以第一反应速度对原有的不适应市场需求的组织架构进行适应性调整。调整的基本原则是要建立动态联盟。动态联盟是指为了赢得某一机遇性的市场竞争，围绕某种新产品开发，通过选用不同组织/公司的优势资源，综合成单一的靠网络通信联系的阶段性经营实体。动态联盟具有集成性和时效性两大特点。它实质上是不同组织/企业问动态集成，随市场机遇的存亡而聚散。在具体表现上，结盟的可以是同一个大公司的不同组织部门（以互利和信任为基础，而非上级意识），也可以是不同国家的不同公司。动态联盟的思想基础是共赢。联盟体中的各个组织/企业互补结盟，以整体优势来应对多变的市场，从而共同获利。

　　敏捷制造必须依托各种先进制造技术和动态调度系统。敏捷制造其核心就在于，快速地生产出能准确满足用户需求的产品。因此敏捷制造必须在其各个制造环节采用先进制造技术，如柔性制造、计算机辅助管理、计算机辅助质量保证、产品数据挖掘管理，甚至还包括企业经营过程重构技术。敏捷制造中的敏捷性还体现在：必须要建立动态的、适时的信息传输和决策传递的动态调度系统；要广泛运用移动终端和网络终端等多维传输手段和信息转移传输技术，确保信息及时获得、决策及时到位、变动及时调整、物流及时衔接、样品及时提供、生产及时安排。

　　敏捷制造需要充分调动和发挥人的作用。敏捷制造提倡以人为中心的管理，强调用分散决策代替集中控制、用对话沟通机制代替递进控制机制。例如，在中国多数企业的底层车间生产是一个复杂的不确定系统，单纯依靠计算机和自动化技术实现车间敏捷制造是不现实的，必须倡导一种以人为中心的能充分发挥“人的智能”和“ 机器智能”的分布式的人机协同工作的新模式，在这种模式下，人能随时随地获取信息并根据形象思维、直觉和经验做出判断，并与基于长期存储、精确推理与快速数据处理的机器智能无缝地结合起来，实现灵活快捷的最佳决策。根据以上分析，分布协作环境下的敏捷制造及动态联盟，除组织和人的因素外，对技术平台的要求很高。在联系现实世界的实际情况和当前分布式计算技术的发展趋势的基础上，一种以“服务”为中心的体系结构即面向服务架构能够很好地满足分布协作环境下的生产要求。

　　2 SOA是AMSOA的技术基础

　　2.1 SOA模型

　　SOA是一个分布式组件模型，将应用程序的不同单元封装成服务，通过服务间定义良好的接口和协议联系起来。接口采用中立的方式定义，独立于实现服务的硬件平台、操作系统或编程语言，使得构建在系统中的服务可以使用统一和标准的方式进行通信，从而实现在分布环境下的软件组件和系统功能，并为最终用户提供服务。

　　SOA的概念最早由Gartner Group于1996年提出，旨在为企业级各种基于不同中间件、操作平台、编程语言的异构系统之间的集成提供一种面向服务的解决方案框架。在S0A中，服务是最基本的单元，提供了服务提供者的语义特征、接口特征和服务的各种非功能特征，通过标准协议和数据格式进行通信。目前广泛采用XML作为标准的数据交换格式。图1所示为SOA模型，图中服务提供者和服务请求者之间能够进行动态绑定和直接交互，实现企业应用的逻辑。SOA强调服务的封装、重用以及服务之间的互操作性，通过“描述-发布-发现-交互”的一系列标准操作，为构建大规模、资源可重用、松散耦合的分布式系统提供了一个开放的体系结构[4-6]。

　　2.2 S0A的实现技术Web Services

　　SOA是一种架构思想，其实现与具体技术无关。基于sOA的实现技术目前主要有Web Services。Web Services作为广泛应用的SOA实现技术，是在分布式计算、XML等技术相互融合的基础上，采用HTTP、SOAP等Internet标准协议与分布式web组件进行交互的自包含、自适应和自描述的软件组件。Web Services采用SOA对资源进行统一描述、发布、发现以及动态绑定与调用，可以解决Internet环境下松耦合分布式异构问题。Web Services的核心技术规范包括：可扩展标记语言XML、简单对象访问协议黜、web服务描述语言以及统一描述、发现和集成机制UDDI。

　　Web Services服务较其他分布应用集成方法具有两大特点：（1）它是完全低耦合的，服务请求者只要在需要服务时，动态地绑定服务提供者即可；（2）采用 SOAP交互协议及XML作为消息格式，具有跨平台的特性，对集成的应用系统也要求较低，只需能够支持SOAP协议和处理XML文档。

　　3 实施AMSOA的关键技术

　　3.1 企业应用体系结构

　　根据AMSOA的指导原则来构建企业应用系统，通过强制分开每个服务的使用者和该服务的提供者，增加松耦合的关键特性，从而改变了以往脆弱的、紧耦合的应用状况。为了获得SOA所带来的面向未来的长期利益和优点，该集成系统需要结合企业应用集成平台（有文献称为企业服务总线技术）来组织实施应用。企业应用集成平台可提供粒度不等的服务。一个采用AMSOA方法进行企业应用集成的参考体系结构如图2所示。

　　基于AMSOA企业应用集成系统分为3个层次：数据层、支撑层、应用层。数据层在现有应用系统的基础上提供web服务支持，将各种原有应用系统，如 CAPP/PDM/ERP等用WSDL统一描述，并作为服务的接口，统一发布给企业应用集成平台即支撑层系统。支撑层包含了统一身份认证、数据交换平台、请求服务平台、共享数据平台，其中请求服务平台为服务请求者和服务提供者的互操作提供了简单、可靠的方式。应用层是整个敏捷制造体系的最上层，是 AMSOA体系架构中服务的消费者，存企业应用集成平台的基础上，进一步构建企业的各种应用，支持分布、异地的分布式敏捷制造系统的开发及评估工作。

　　3.2 基于AMSOA的产品数据交换平台

　　基于AMSOA的敏捷制造系统建立在以XML为主的、开放的Web规范技术基础上，XML是表示其数据的基本格式。如何将现有的异构制造资源、信息转化成符合Web规范的标准数据表示方式是该系统实现的关键之一。

　　目前采用的产品数据交换标准是STEP（Standard for The Exchange of Product model data），EXPRESS信息建模语言是STEP标准的核心，它为产品数据模型定义提供了强大、灵活的手段，但是由于STEP支持的数据交换方式缺乏足够的灵活性和扩展性，在Web环境下不能很好地得到应用，因此提供从EXPRESS到XML文档的映射方法和标准就显得十分必要。XML的用法十分灵活，因此有许多途径可以实现从EXPRESs数据模型向XML映射，常用的途径有2种：（1）后期绑定，XML标记不直接与EXPRESS数据类型相对应，而是与EXPRESS的元数据对象（Metadata Objects）相对应；（2）前期绑定，XML标记与EXRESS数据模型中的数据类型以及属性直接对应。

　　3.3 请求服务平台

　　请求服务平台定位于解决分布式应用系统及数据的互访问题，用户的请求可能足对网上各应用信息的查询访问，也可能是对网上其他应用的操作，如业务办理，发起 请求的用户本身町能并不掌握所访问的应用资源的具体情况，但其请求经解析后发给相应的请求用户，操作结果将会按照一定的规则返回。采用SOA把异构系统基 础设施、异构数据源以及分布的数据信息包装成统一的独立服务，通过构建统一的请求服务平台来实现不同信息区域、不同应用系统问的互联互通。该平台把原本复 杂的交叉调用关系变为简单的一对多关系，参与整合的各业务系统需要注册到统一的请求服务平台，通过与各自平台的交瓦，分布式应用系统的互访问题得到了很好 的解决，最大程度地满足了企业信息和资源共享的需求。

　　请求服务平台由请求服务管理中心（请求调度模块和管理控制台）、UDDI信息库、应用系统接入模块（请求适配器和服务适配器）组成，如图3所示。图中的请 求调度模块是请求服务管理中心的核心功能模块，负责服务资源的调度以及与本地应用系统的交互，即从数据交换平台接收异地发来的报文，经报文解析、会话处 理，直到负载控制等。管理控制台负责安全处理、日志记录和系统运行控制等。

　　3.4 生产计划与动态调度

　　在分布生产环境下，许多生产数据具有一定的模糊性，敏捷制造的人机协同工作模式有助于解决这样的问题。根据业务流程管理的思想，计划的制订可采用推进式与 反馈式相结合的方法。生产计划由主生产计划和需求计划构成，需求计划（RP）被分为高层生产计划（HPP）和车间滚动生产计划（RPP）2个层次。高层生 产计划相当于直接对主生产计划初步分解得到各个车间订单。车间可执行计划由RPP部分和车间计划员协同完成。整个纵向结构增加在线产品差异投入的负反馈控 制，车间计划员根据实际生产情况进行动态调整，从而逐渐往前推进。

　　敏捷制造必须依托动态调度系统。基于AMSOA模式组织生产调度，强调生产的动态性和快速性，并保证生产计划的柔性，因而在计划执行和过程调度方面，更多 地强调在生产计划下的对不确定性和随机性问题的协调和过程管理、优化能力，为实现这一目标，应用了动态调度原理。

　　为应对意外事件冲击，基于关键点的动态调度将被采用，其原理就是将生产过程看成是由一系列关键点所组成，调度策略就是要控制各关键点的结余量、投入量、完 工期等，而对非关键点及细节过程不予过问。动态调度原理由4个算法组成：按周期计划初安排生产；按作业进度计划预测缺件；基于关键工序点的在制品控制和定 期的盈亏检查。

　　以基于关键工序点的在制品投入量控制的算法为例，出于市场影响或自身加工进度等方面的考虑，相同批次的零件（或组件）在不同关键工序点必须有部分在制晶结 余。在制品结余主要考虑以下几方面：（1）在未来周期内入库；（2）用户突然改变订单，必须做出相应调整；（3）属于市场长线产品，逐月都有入库要求，以 维持企业生产的连续性；（4）在某些工序常出现废品。对于生产调度，不论发生何种情况，必须保质、保量按期交货。

　　4 结束语

　　本文在分析分布协作生产环境特点的基础上，提出了面向服务的敏捷制造生产模式及关键技术，从系统结构、产晶数据交换、请求服务平台、生产计划、生产调度等 方面进行了初步的研究与探讨，实现按业务组织生产，为企业快速组织生产、增强企业生存竞争能力提供了一条思路。然而，作为一个模式和管理方法，还存在着一 些技术问题，如动态调度、生产数据管理、生产过程中各主要指标的性能评价、合作伙伴选取等，这些工作还有待作更深入的研究与探讨。