基于生命周期的藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式及支持平臺(tái)

陶雪飛 曹華軍 陳永鵬 劉 飛

重慶大學(xué)，重慶，400044

基于生命周期的藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式及支持平臺(tái)

陶雪飛 曹華軍 陳永鵬 劉 飛

重慶大學(xué)，重慶，400044

鑒于當(dāng)前我國陶瓷產(chǎn)業(yè)所面臨的市場全球化、客戶需求個(gè)性化及可持續(xù)發(fā)展等挑戰(zhàn)，針對(duì)藝術(shù)陶瓷領(lǐng)域傳統(tǒng)開發(fā)過程存在的問題，提出了基于生命周期的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式的概念，介紹了協(xié)同開發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)行模式；根據(jù)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)的特點(diǎn)，建立了藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)流程和藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述了實(shí)施藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)的支撐系統(tǒng)、關(guān)鍵技術(shù)及最終目標(biāo)，開發(fā)了藝術(shù)陶瓷協(xié)同開發(fā)支持平臺(tái)；最后根據(jù)具體案例對(duì)該支持平臺(tái)的應(yīng)用進(jìn)行了說明。

藝術(shù)陶瓷；協(xié)同開發(fā)；運(yùn)行模式；網(wǎng)絡(luò)化制造

0 引言

我國陶瓷產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)和管理水平方面與歐美地區(qū)陶瓷生產(chǎn)強(qiáng)國相比處于落后狀態(tài)。同時(shí)，隨著消費(fèi)者個(gè)性化需求日趨強(qiáng)烈，該行業(yè)市場細(xì)分發(fā)生變化，單品種大批量生產(chǎn)方式被小批量甚至是單件生產(chǎn)方式取代。藝術(shù)陶瓷作為一種具有藝術(shù)欣賞價(jià)值的產(chǎn)品，客戶對(duì)其定制化需求更加強(qiáng)烈。飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)為我們應(yīng)對(duì)跨區(qū)域、多品種等新市場需求的挑戰(zhàn)提供了有效的途徑［1］。

近年來，針對(duì)我國傳統(tǒng)陶瓷制造業(yè)現(xiàn)狀，已有高校和科研單位開展了將計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)化制造等先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于陶瓷制造業(yè)的研究。文獻(xiàn)［2］提出了網(wǎng)絡(luò)化集成制造（networked integrated manufacturing，NIM）和網(wǎng)絡(luò)化集成制造系統(tǒng)（NIMS）的概念，建立了網(wǎng)絡(luò)化集成制造系統(tǒng)的5層體系結(jié)構(gòu)，并以陶瓷企業(yè)為對(duì)象開發(fā)了相應(yīng)的陶瓷產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化集成制造系統(tǒng)。文獻(xiàn)［3－4］對(duì)陶瓷產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化銷售模式進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)［5］引入并行工程的思想，建立了陶瓷產(chǎn)品并行開發(fā)制造流程，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，明顯縮短了開發(fā)周期。

目前，關(guān)于陶瓷產(chǎn)業(yè)先進(jìn)制造的研究大多或立足于陶瓷產(chǎn)品生命周期的某一具體環(huán)節(jié)，如產(chǎn)品銷售模式、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法及工具；或著重于陶瓷企業(yè)信息化的提升，引入計(jì)算機(jī)集成制造等先進(jìn)技術(shù)為陶瓷企業(yè)提高管理水品服務(wù)。本文基于陶瓷產(chǎn)品全生命周期，著眼于全局，研究陶瓷產(chǎn)品從客戶定制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造加工到銷售和售后服務(wù)的整個(gè)過程，利用現(xiàn)代先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)提升陶瓷企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力和管理水平，提高陶瓷產(chǎn)品的開發(fā)效率，縮短響應(yīng)時(shí)間。本文所提到的陶瓷產(chǎn)品開發(fā)皆指陶瓷產(chǎn)品的全生命周期開發(fā)，包括產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造到最終獲得可投放市場的產(chǎn)品全過程。

1 藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式

陶瓷產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)是指陶瓷產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)單位以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為交互媒介，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共享產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)模型、圖紙、工藝規(guī)劃及市場需求、銷售情況等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同環(huán)境下高效率、高質(zhì)量地完成從概念設(shè)計(jì)到形成最終產(chǎn)品并投放市場的過程。

我國已形成幾個(gè)較具代表性的陶瓷生產(chǎn)基地，各個(gè)基地生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品也各具特色，如江西景德鎮(zhèn)以生產(chǎn)藝術(shù)陶瓷為主，廣東佛山以生產(chǎn)建筑陶瓷為主，河北唐山主要生產(chǎn)建筑陶瓷、日用陶瓷等。此外，福建德化、湖南醴陵等也是國內(nèi)知名的陶瓷生產(chǎn)基地。這類陶瓷生產(chǎn)基地以群落方式分布著各種各樣的大中小型陶瓷生產(chǎn)企業(yè)，并經(jīng)歷了從局部地區(qū)彼此內(nèi)部競爭到相互合作共同參與市場競爭的過程。然而，這種合作方式還僅僅停留在合同、訂單等契約關(guān)系的層面上，在陶瓷產(chǎn)品開發(fā)過程的層面上尚未形成全生命周期協(xié)同開發(fā)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、效率低、資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量保證不好控制、不利于集中力量形成品牌力量以提高市場競爭力。

要解決這一問題，可以應(yīng)用陶瓷產(chǎn)品全生命周期的協(xié)同開發(fā)模式，充分考慮陶瓷產(chǎn)品全生命周相關(guān)單位（即開發(fā)單位、制造單位、外協(xié)單位、銷售單位及客戶之間）的協(xié)同合作及各個(gè)階段的管理，以信息化技術(shù)為支撐，統(tǒng)籌管理陶瓷產(chǎn)品開發(fā)流程及各個(gè)參與產(chǎn)品開發(fā)的功能組織。針對(duì)陶瓷企業(yè)目前面臨的現(xiàn)狀，我們提出一種陶瓷產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式，該模式加強(qiáng)了各個(gè)企業(yè)之間在產(chǎn)品開發(fā)過程中的緊密合作關(guān)系，提升了產(chǎn)品開發(fā)效率，降低了成本，同時(shí)也可以創(chuàng)造更高的社會(huì)效益，其組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

陶瓷產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式的核心思想是，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立與陶瓷產(chǎn)品開發(fā)全生命周期任務(wù)相關(guān)的功能平臺(tái)環(huán)境，通過信息化集成形成虛擬研究所的支撐環(huán)境，從而支持陶瓷產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)、制造、銷售服務(wù)過程中各部門或組織相互協(xié)調(diào)地參與產(chǎn)品開發(fā)作業(yè)。

圖1 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式組織結(jié)構(gòu)

要實(shí)現(xiàn)陶瓷產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)，需要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)建相關(guān)功能模塊，包括協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境、合作單位信息交互平臺(tái)、工藝規(guī)劃模塊、制造加工知識(shí)庫、網(wǎng)絡(luò)化銷售和定制系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。各個(gè)功能模塊在整個(gè)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)的過程中執(zhí)行著不同的功能。

（1）協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境為各參與單位的設(shè)計(jì)人員提供交互途徑，以并行方式協(xié)調(diào)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)人員的作業(yè)與任務(wù)，共同完成產(chǎn)品概念的交流、坯體三維模型的建立、花型方案的選擇及具體花案的設(shè)計(jì)等任務(wù)，通過貼花形成最終的虛擬三維產(chǎn)品。藝術(shù)陶瓷三維并行設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

圖2 藝術(shù)陶瓷三維并行設(shè)計(jì)流程

（2）在陶瓷產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)過程中，通過使用合作單位信息交互平臺(tái)對(duì)參與產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)組織單位和職能部門的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃與調(diào)度。信息交互平臺(tái)提供與協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境、工藝規(guī)劃模塊、加工制造知識(shí)庫的集成接口，通過它們之間的集成可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)體系層面上的協(xié)調(diào)運(yùn)行，在開發(fā)過程中，用戶和職能部門可以通過信息交互平臺(tái)查閱產(chǎn)品開發(fā)的實(shí)時(shí)信息并作出響應(yīng)，如：針對(duì)其他部門或單位的任務(wù)實(shí)施狀態(tài)制定相應(yīng)的作業(yè)計(jì)劃；發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行開發(fā)過程中存在的問題并向相關(guān)部門或單位提出反饋信息等。

（3）工藝規(guī)劃模塊的主要功能是輔助陶瓷開發(fā)單位進(jìn)行陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的工藝設(shè)計(jì)，提高工藝規(guī)劃效率。陶瓷產(chǎn)品兼有流程制造和離散制造的特征，粉體是通過流程制造的方式獲得的，而坯體成形、上釉、貼花和燒結(jié)等過程則具有離散制造的特性。要獲得最終用于制造產(chǎn)品的粉體需要完成粉體粒度的確定、坯體及釉料的配料等任務(wù)，此過程可以與陶瓷產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)階段并行開展。因此，陶瓷產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)任務(wù)可以在進(jìn)行產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)的同時(shí)，充分考慮產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)的需要提前進(jìn)行粉體制備及配料方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)人員也能通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)工藝上較難或無法實(shí)現(xiàn)制造加工的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行反饋并提請(qǐng)修改。

（4）加工制造知識(shí)庫存儲(chǔ)著各種典型藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品的制造加工信息，包括產(chǎn)品制造過程中的關(guān)鍵工藝方法的相關(guān)信息、部分需要數(shù)控加工的產(chǎn)品的NC程序等，利用所提供的信息可減小新產(chǎn)品開發(fā)中的加工制造任務(wù)的工作量，提高生產(chǎn)效率。

（5）網(wǎng)絡(luò)化銷售和定制子系統(tǒng)采用區(qū)域性A2C和全球性D2C運(yùn)行模式［4］，該系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象包括產(chǎn)品的直接消費(fèi)者及代理商等。網(wǎng)絡(luò)化銷售與定制模式能夠滿足客戶的個(gè)性化需求，客戶可以向開發(fā)單位提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)的建議方案，如器型、花案、釉上彩或釉下彩等。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化銷售和定制系統(tǒng)帶來的直接效益是高市場滿意度。

（6）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)支撐下，上述六大功能模塊構(gòu)成一個(gè)開放性的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)——虛擬研究所，支持陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷售、消費(fèi)生命周期各個(gè)階段相關(guān)單位（包括客戶、銷售部門、設(shè)計(jì)單位、制造單位、外協(xié)單位等）參與基于全生命周期的陶瓷產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)。

2 藝術(shù)陶瓷協(xié)同開發(fā)流程

不同類型或用途的陶瓷產(chǎn)品，其制造加工工藝流程存在一定的差別，如部分生產(chǎn)特種陶瓷的坯料通過合成的方法獲得，而生產(chǎn)藝術(shù)陶瓷、日用陶瓷等陶瓷產(chǎn)品的坯料則直接通過天然礦石坯料的物理粉碎獲得；釉上彩和釉下彩陶瓷是在其制造過程中不同階段進(jìn)行施釉工藝的；一些藝術(shù)類陶瓷的素坯經(jīng)過機(jī)械精雕加工，再通過上彩等工藝形成裝飾用或收藏用工藝品。雖然不同的陶瓷產(chǎn)品制造加工工藝在細(xì)節(jié)上不同，但總體上看陶瓷產(chǎn)品從原材料到形成最終產(chǎn)品均要經(jīng)過粉體制備、坯體成形、干燥、上釉、燒結(jié)等基本制造加工過程。藝術(shù)陶瓷開發(fā)包括陶瓷產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造加工和產(chǎn)品銷售及售后服務(wù)四個(gè)階段，每個(gè)階段的作業(yè)任務(wù)由相應(yīng)的主要開發(fā)單位參與完成，各開發(fā)單位完成本階段本職任務(wù)的同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)與其他開發(fā)單位進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)各階段的信息共享。藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)即是實(shí)現(xiàn)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)各相關(guān)單位在產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、制造加工到最終銷售及售后服務(wù)整個(gè)過程中各階段相關(guān)任務(wù)及階段之間協(xié)同作業(yè)。

藝術(shù)陶瓷協(xié)同開發(fā)流程如圖3所示。藝術(shù)陶瓷設(shè)計(jì)單位要完成產(chǎn)品的三維建模、畫案設(shè)計(jì)和生成陶瓷虛擬產(chǎn)品等任務(wù)，在進(jìn)行陶瓷產(chǎn)品三維建模時(shí)需要分析市場需求，客戶對(duì)器型、畫案、產(chǎn)品質(zhì)量的要求對(duì)設(shè)計(jì)過程具有導(dǎo)向意義，同時(shí)，除考慮客戶需求外，保證產(chǎn)品工藝及制造加工過程實(shí)現(xiàn)高效且低成本的生產(chǎn)亦是設(shè)計(jì)單位需要重點(diǎn)考慮的問題。產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)完成之后生成的虛擬陶瓷產(chǎn)品被添加到虛擬產(chǎn)品庫用于銷售系統(tǒng)展示。藝術(shù)陶瓷三維設(shè)計(jì)形成的文件文檔及產(chǎn)品信息是進(jìn)行工藝規(guī)劃進(jìn)而開展制造加工的直接技術(shù)資料。根據(jù)藝術(shù)陶瓷三維設(shè)計(jì)信息實(shí)施工藝流程規(guī)劃、加工方案選擇和工藝評(píng)價(jià)等任務(wù)，指導(dǎo)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品制造加工，最后銷售部門將獲得的最終產(chǎn)品通過銷售渠道發(fā)往客戶并進(jìn)行售后服務(wù)。要提高藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)周期的效率，不同階段的相關(guān)參與單位需要進(jìn)行大量的信息交互，以協(xié)同交互的方式進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。

3 藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

下面基于藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式的組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步分析藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)（圖4），對(duì)藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)的支持系統(tǒng)、關(guān)鍵技術(shù)及基于網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)的陶瓷產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)流程和應(yīng)用該平臺(tái)將能達(dá)到的最終目標(biāo)等進(jìn)行介紹。

3.1 最終目標(biāo)

不斷提升企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益是現(xiàn)代制造企業(yè)所追求的目標(biāo)。綠色制造運(yùn)行模式［6］要求企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)過程中應(yīng)考慮6個(gè)因素，即時(shí)間（T）、質(zhì)量（Q）、成本（C）、服務(wù)（S）、資源消耗（R）和環(huán)境影響（E），以保證經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)最大化。應(yīng)用該協(xié)同開發(fā)平臺(tái)最終要實(shí)現(xiàn)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品全生命周期的開發(fā)過程中盡可能地縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和顧客滿意度、降低開發(fā)成本、提升產(chǎn)品售前售后服務(wù)水平、減少資源消耗以及降低產(chǎn)品開發(fā)過程對(duì)環(huán)境的影響。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須建立一系列的支持系統(tǒng)及應(yīng)用相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。

圖3 藝術(shù)陶瓷協(xié)同開發(fā)流程

圖4 藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

3.2 支持系統(tǒng)

藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)平臺(tái)最底層支持系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)和全球互聯(lián)網(wǎng)可支持企業(yè)之間和企業(yè)內(nèi)各部門之間即時(shí)通信及對(duì)數(shù)據(jù)庫信息的共享。產(chǎn)品開發(fā)過程中各參與單位通過相應(yīng)的子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)人員通過三維數(shù)字建模子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬產(chǎn)品的開發(fā)及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和信息的發(fā)布與提交?？蛻艉皖I(lǐng)域?qū)＜彝ㄟ^交互系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、制造加工等階段對(duì)產(chǎn)品做出評(píng)價(jià)并及時(shí)反饋意見，保證生產(chǎn)的藝術(shù)陶瓷滿足客戶需求。虛擬研究所可滿足藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)作業(yè)過程對(duì)于各開發(fā)參與單位較高的交互需求，對(duì)于重要產(chǎn)品的開發(fā)可通過網(wǎng)絡(luò)會(huì)議等方式實(shí)現(xiàn)會(huì)議討論。由于藝術(shù)陶瓷個(gè)性化需求強(qiáng)烈、產(chǎn)品種類繁多，僅不同大類產(chǎn)品的種類數(shù)量就成百上千，而細(xì)分的小類更多，因此需要對(duì)藝術(shù)陶瓷的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的管理，為產(chǎn)品開發(fā)提供必要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息及為產(chǎn)品銷售提供產(chǎn)品數(shù)量信息和產(chǎn)品詳細(xì)信息。企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)化銷售和定制子系統(tǒng)進(jìn)行銷售信息和客戶信息管理，客戶可瀏覽虛擬產(chǎn)品庫中的產(chǎn)品，根據(jù)個(gè)性化需求選擇產(chǎn)品器型和花案或直接提出定制化建議。協(xié)同開發(fā)平臺(tái)支持系統(tǒng)為開發(fā)信息協(xié)同交互和協(xié)同管理奠定了基礎(chǔ)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)以上所述目標(biāo)，在藝術(shù)陶瓷協(xié)同開發(fā)過程中需要應(yīng)用以下關(guān)鍵技術(shù)。

（1）模具快速制造技術(shù)。目前，陶瓷廣泛采用的成形方法包括滾壓成形、注漿成形等坯體快速成形方法。滾壓成形用于生產(chǎn)外形簡單、規(guī)則的坯體時(shí)具有非常高的效率，在建筑陶瓷和日用陶瓷等大批量生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而藝術(shù)陶瓷多為復(fù)雜形面產(chǎn)品，為滿足客戶的個(gè)性化需求，多采用小批甚至單件生產(chǎn)的方式，注漿成形在藝術(shù)陶瓷的制造過程中應(yīng)用較為廣泛。不論是日用陶瓷、建筑陶瓷還是藝術(shù)陶瓷，其生產(chǎn)過程中需要大量使用模具，藝術(shù)陶瓷由于需要滿足不同客戶的個(gè)性化需求而決定了陶瓷產(chǎn)品器型千變?nèi)f化，進(jìn)而造成藝術(shù)陶瓷坯體成形時(shí)使用的模具種類繁多。同時(shí)，在根據(jù)客戶提供的樣品進(jìn)行產(chǎn)品制造的過程中，需要利用數(shù)字化逆向工程進(jìn)行產(chǎn)品三維反求及模具快速制造［7］。因此，要實(shí)現(xiàn)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品快速響應(yīng)市場，需要縮短模具的生產(chǎn)時(shí)間。模具快速原型制造一方面可以滿足這一要求，另一方面也能縮短部分需要試制的產(chǎn)品的試制時(shí)間。

（2）清潔生產(chǎn)技術(shù)。陶瓷產(chǎn)業(yè)是一個(gè)高消耗、高排放的產(chǎn)業(yè)。原材料的開采、粉體制備和運(yùn)輸過程產(chǎn)生大量的粉塵，粉料化漿、坯體成形等工藝過程產(chǎn)生大量的廢水，而燒結(jié)過程則消耗大量的電能。清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用能顯著提高陶瓷企業(yè)節(jié)能降耗效果。資料表明，引進(jìn)清潔化生產(chǎn)裝備或?qū)υ醒b備進(jìn)行清潔化改造，能有效降低加工粉體制備過程的粉塵污染；廢水回收系統(tǒng)將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水處理后再利用，企業(yè)廢水排放大幅度減少，并且在廢水處理過程中能回收很多有用材料，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；此外，采用清潔能源和先進(jìn)的高能效窯爐及窯爐熱能回收再利用也能提高陶瓷企業(yè)的能效水平。

（3）虛擬產(chǎn)品技術(shù)。采用虛擬產(chǎn)品技術(shù)［8］將產(chǎn)品三維建模系統(tǒng)建立的模型與使用花案設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的花案進(jìn)行虛擬貼合，生成可供客戶或領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行外觀評(píng)價(jià)的虛擬三維渲染效果圖——虛擬產(chǎn)品。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前通過虛擬產(chǎn)品技術(shù)生產(chǎn)的數(shù)字圖像能達(dá)到極高的逼真效果。將虛擬產(chǎn)品發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)上，客戶可通過Internet及時(shí)查詢了解企業(yè)產(chǎn)品信息，根據(jù)個(gè)性化需求選擇不同的器型和花案組合，或提出定制化建議方案。虛擬產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用可以最大程度地滿足客戶的個(gè)性化定制需求。

（4）數(shù)控加工技術(shù)。在陶瓷產(chǎn)品開發(fā)過程中，模具的快速制造、陶瓷精密雕刻及器型的磨削修整等都需要使用數(shù)控加工來完成。數(shù)控加工技術(shù)在藝術(shù)陶瓷這一主觀意識(shí)較強(qiáng)的領(lǐng)域越來越多地得到應(yīng)用，它為藝術(shù)陶瓷行業(yè)從業(yè)人員提供了新的開發(fā)手段也影響了新的設(shè)計(jì)思想，目前已有廠家通過數(shù)控精雕技術(shù)來加工和生產(chǎn)精密雕塑類陶瓷產(chǎn)品。

3.4 產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)兩層次構(gòu)架

藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)將協(xié)同思想應(yīng)用于開發(fā)過程層和開發(fā)組織層兩個(gè)層次，包括實(shí)現(xiàn)開發(fā)過程層和開發(fā)組織層的協(xié)同運(yùn)行，通過企業(yè)組織部門及外包商、客戶等產(chǎn)品開發(fā)參與方之間的信息交互及協(xié)同配合，各參與方能及時(shí)取得與自身相關(guān)的任務(wù)作業(yè)信息并及時(shí)作出反應(yīng)，從而控制開發(fā)過程中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、制造加工和銷售管理等作業(yè)任務(wù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

4 藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

我們開發(fā)了支持藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)應(yīng)用的軟件系統(tǒng)，由于藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式支持異地開發(fā)，使得該軟件系統(tǒng)具有很強(qiáng)的分布式結(jié)構(gòu)、廣泛性協(xié)作特點(diǎn)，且要求該系統(tǒng)采用開放式的構(gòu)架，能實(shí)現(xiàn)各功能子系統(tǒng)的系統(tǒng)集成，根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)與管理需求可嵌入新的功能子系統(tǒng)，因此系統(tǒng)必須采用具有可伸縮性、可擴(kuò)展性的技術(shù)構(gòu)架。傳統(tǒng)的C／S結(jié)構(gòu)（即客戶機(jī)／服務(wù)器模式）主要適用于用戶數(shù)量不多的局域網(wǎng)系統(tǒng)，此外該模式需要專門對(duì)客戶機(jī)進(jìn)行配置，不利于隨時(shí)隨地訪問服務(wù)器，而二層數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行快速擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整，系統(tǒng)建立完成后要進(jìn)行較大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和系統(tǒng)升級(jí)非常困難。J2EE是一個(gè)企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)支持平臺(tái)，J2EE提供的可擴(kuò)展功能可提高系統(tǒng)的可移植性、安全性、負(fù)載平衡和可重用性［9］。依循J2EE架構(gòu)的不同平臺(tái)之間具有良好的兼容性，本系統(tǒng)利用J2EE架構(gòu)中集成的XML解決方案使各子系統(tǒng)之間能有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交互與共享，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。

通過上述對(duì)藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式的分析以及藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，根據(jù)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)流程的特點(diǎn)開發(fā)成功了一套藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)支持平臺(tái)的軟件系統(tǒng)，并在江西景德鎮(zhèn)某藝術(shù)陶瓷生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用，圖5為藝術(shù)陶瓷協(xié)同工作界面。

圖5 藝術(shù)陶瓷協(xié)同工作界面圖

本文研究的藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式及支持平臺(tái)在江西省景德鎮(zhèn)某陶瓷集團(tuán)公司進(jìn)行了應(yīng)用。在集團(tuán)內(nèi)部4個(gè)大型藝術(shù)陶瓷生產(chǎn)企業(yè)及86個(gè)中小型藝術(shù)陶瓷生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施了網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式并應(yīng)用了藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)支持平臺(tái)，在提升企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及經(jīng)營管理效率方面取得了顯著成效。其中虛擬產(chǎn)品模塊與模具快速制造技術(shù)相結(jié)合，在應(yīng)對(duì)面向客戶定制化生產(chǎn)的過程中有效地減少了產(chǎn)品試制的次數(shù)，如采用原生產(chǎn)管理方式頻繁出現(xiàn)產(chǎn)品試制，模具制造次數(shù)多達(dá)3～4次，實(shí)施協(xié)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式后，產(chǎn)品一次試制基本可達(dá)到客戶滿意標(biāo)準(zhǔn)，偶爾出現(xiàn)二次設(shè)計(jì)的情況。在產(chǎn)品交付周期方面，特別是對(duì)于客戶定制產(chǎn)品，從定制起始至成品交付時(shí)間縮短2／3。此外，由于模具快速制造技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用及試制成功率的提高，企業(yè)生產(chǎn)成本降低并提升了企業(yè)環(huán)境效益。通過企業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證，該藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式及支持平臺(tái)達(dá)到了預(yù)期的各項(xiàng)目標(biāo)。

5 結(jié)語

針對(duì)我國陶瓷企業(yè)所面臨的問題，對(duì)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)的新模式進(jìn)行了研究，提出了藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式的概念；根據(jù)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)過程的特點(diǎn)，對(duì)藝術(shù)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)生命周期各階段相關(guān)參與單位及其作業(yè)任務(wù)進(jìn)行了分析，建立了藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)流程和藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)，分析了協(xié)同開發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，并開發(fā)了相應(yīng)的藝術(shù)陶瓷協(xié)同開發(fā)支持平臺(tái)。該藝術(shù)陶瓷網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同開發(fā)模式及支撐平臺(tái)在江西省景德鎮(zhèn)某藝術(shù)陶瓷企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用，證明了該模式的實(shí)用性和有效性，取得了預(yù)期的效果。

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Networked Collaborative Development Mode and Support Platform Based on Life Cycle of Art Ceramic Products

Tao Xuefei Cao Huajun Chen Yongpeng Liu Fei
Chongqing University，Chongqing，400044

Considerting the current challenge of globalization of markets，individual requirements of customers and sustainable development faced by China’s ceramic industry，in view of the cureent problem faced by the conventional development process of art ceramics，a concept of networked collaborative development mode was proposed based on the lifecycle.The operation mode of collaberative development system was introduced.On the basis of characteristics of product development of art ceramics，the networked collaborative development process of art ceramics and the architecture of networked collaborative development platform for art ceramics was established.The support system，key technologies and ultimate goal to implement networked collaborative development were elaborated.Moreover，a support platform for collaberative development of art ceramics was developed.Finally，the application of this support paltform was demostrated by a specific case study.

art ceramics；collaborative development；operation mode；networked manufacturing

TQ174

1004—132X（2011）10—1201—06

2010—10—09

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51075415）

（編輯 蘇衛(wèi)國）

陶雪飛，男，1973年生。重慶大學(xué)制造工程研究所博士研究生。主要研究方向?yàn)楣芾砜茖W(xué)與工程。曹華軍（通訊作者），男，1978年生。重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師。陳永鵬，男，1987年生。重慶大學(xué)制造工程研究博士研究生。劉 飛，男，1948年生。重慶大學(xué)制造工程研究所所長、教授、博士研究生導(dǎo)師。