1 引言
虚拟企业是指分布在不同地区的多个企业利用电子手段，为快速响应市场需求而组成的动态联盟。首先虚拟企业是一种动态联盟，根据市场需求动态组建，并迅速地在各构成企业间达到协调，强调在最短时间内以最适合的性能价格比开发出市场需求的产品，当市场机遇不复存在时，虚拟企业随即解体。另外虚拟企业以高新科技作为经营基础：①建立在先进制造基础上的企业柔性化，②虚拟制造，即在计算机集成环境中完成产品从概念设计到最终实现的整个过程，②计算机网络技术支持，虚拟企业成员是通过网络在广泛的地域范围中寻求合作伙伴，建立合作关系，进行信息交流，开展产品开发。
虚拟企业涉及全球多个企业，彼此间使用的设备差异可能很大，虚拟企业的组织和生产方式极具动态性，协作企业间又只是松散耦合关系，所以要求虚拟企业的产品信息在网络环境下能够共享，要保证企业间不会因为信息平台的差异而无法合作，必须具有异构计算机软硬件平台间良好的互操作性。
虚拟企业要实现信息共享面临的最大的挑战是产品数据的相互操作问题，虚拟企业所存储的产品数据必须允许多用户跨网络并发地操作产品数据的不同部分，同时只允许授权的修改，必须可靠、随时可用并且高效，它还要兼顾关系型的和面向对象型的数据库技术的综合特点。由此引出了实施虚拟企业信息共享的关键问题：跨Internet网络的异构系统间数据的集成。
目前国内较系统的支持虚拟企业信息共享的相应工作尚未全面展开，国际上的研究正在全面的深入，如美国国家工业信息基础结构协议联盟(NIIIP)提出的NIIIP参考结构等，但成熟、实用的技术系统和方法还有待开发。
2 基于Internet虚拟企业信息共享的关键技术
虚拟企业信息共享必须满足三项重要的技术需求：1、遵守公共通讯协议，实现安全连接和信息传递；2、采用统一的对象技术，使系统和其应用有互操作性；3、符合公共信息模型的规范，可以方便进行信息交换和共享。
2.1 Internet通讯技术
虚拟企业最显著的特性就是分布式。因为Internet的普及和易用性，技术上成熟和完整性，可以通过TCP/IP协议建立世界范围的连接，所以我们采用国际上流行的Internet技术实现通讯，传递产品和过程信息，通过使用Internet创建虚拟企业，保证用户共享企业信息，并因此对Internet进行扩展和增值。主要利用Internet的丰富资源实现以下的功能和信息服务：
●Internet服务，如域名服务DNS、简单邮件传送协议SMTP、超文本传送协议HTTP、虚拟现实标记语言VRML等：
●数据安全，如SecureHTTP、付款与汇款协议等：
●WWW、WAIS，Gopher；
●客户端接口，如Netscape、Explorer等；
●公共论坛，如新闻组newsgroups、CommerceNet；
●电子邮件Email；
●电子买卖服务，电子制造服务：
●公共可访问信息地址服务。
2.2 STEP信息模型技术
信息建模和信息交换技术是虚拟企业信息共享的关键使能技术。STEP(STandard for the Exchange of Product model data)是一个已被普遍接受的，发展中的描述产品数据交换的国际标准(IS010303)，其目标是实现不同的CAD/CAM/CAE系统数据共享。它包含了覆盖产品全生命周期的各方面数据：如产品信息，形状，结构和材料特性，分析模型及制造、工艺信息等。
STEP的一个重要特点是提供了统一的标准产品数据模型。这样，可以在产品全生命期支持数据的共享和使用。这个模型在STEP中是通过集成资源和应用协议来描述的。集成资源是STEP依据不同应用领域的需求进行分析、归类，形成的统一的集成信息模型。集成资源定义的是产品数据的全局信息模型，一般而言，某个特定的应用并不一定要使用STEP集成资源的全部，而使用相关部分，这就需要从集成资源抽取子集。应用协议对这个抽取的子集进行了完整而准确的描述。它描述的是特定应用领域的需求，应用范围，应用相关环境等，这种描述应是完整而精确的，以避免产生二义性。应用协议是经IS0协调、认可而成为标准的。STEP标准的数据模型统一用EXPRESS语言表示，而与应用的接口采用标准访问接口SDAI。
STEP标准提供了产品生命期各阶段产品信息通讯的基础，STEP的基本构件是产品信息模型和模型所定义的共享信息标准。可以通过扩展STEP的信息共享，使虚拟企业在网上共享数据库，使STEP定义的数据可以在CORBA环境下作为数据对象，满足以下要求：
●互操作：属于不同成员企业的应用可以对属下一个单独逻辑数据库的数据进行互操作；
●并行工程：多个应用可以开发一个设计的不同方面，包括制造过程设计；
●设计文档：企业可以集成不同组员开发的不同设计方面为一个逻辑文档。
2.3 对象技术
CORBA(COmmon Object Request Broker Architecture)是现今流行的分布式对象模型规范，具有软件总线功能，使分布在异构环境下的软组件以客户/服务器方式相互通讯，实现功能和数据共享。CORBA由OMG(Object Management Group)组织制定，得到全球700多家计算机公司的支持，其跨平台和语言的能力较强，且其Interface Definition Language(IDL)更为规范简洁，考虑到制造企业类计算机软硬件资源的异构性和与STEP标准的集成性，我们采用CORBA规范。OMG在它的OMA(对象管理结构)中定义了CORBA的四个主要部分：ORB(对象请求代理)、对象服务(CORbaservices)、通用设施(Common Facilties)和应用对象。其中ORB是CORBA规范的核心，它充当对象总线功能；对象服务定义了为分布对象所提供的系统级的基本功能；通用设施定义了能够直接被应用对象所使用的功能；应用对象则指所有以CORBA为运行环境的应用系统。除此之外，CORBA规范还包括：接口定义语言IDL，静态调用接口IDLStub，ORB接口，动态调用接口DII，静态框架接口(Static Skeleton)，动态框架接口DSI，对象适配器OA，接口池IR和对象实现池，以及ORB间互操作协议IIOP。其中对用户来说，最重要的部分是IDL，所有CORBA对象和服务都严格通过IDL接口来定义，而定义IDL接口也是实现一个CORBA应用最关键的一步。
2.4 虚拟企业参考结构
虚拟企业参考结构或参考模型指实现虚拟企业的软件结构，它定义了虚拟企业数据共享所需的技术和接口，并划分了组成技术的层次。美国国家工业信息基础结构协议联盟(NIIIP)提供虚拟企业的使能技术，他们首先提出了虚拟企业的参考结构，目的是实现虚拟企业，并寻求标准化的解决方案，以解决虚拟企业相互连接与操作、信息模型建立与信息交换和虚拟企业项目与任务管理。(图1)nextpage
3 虚拟企业数据共享原型实现
3.1 虚拟企业数据共享原型系统的体系结构
通过对目标和关键技术的深入研究，我们提出了基于Internet/STEP/CORBA的虚拟企业数据共享总体结构。客户端通过Web Browser进行可视化服务、估价服务、零件设计服务、装配设计服务等工程应用，服务器端在网络服务器和数据库服务器的支持下，通过映射服务、数据转换服务和模型管理服务，对STEP文件和数据库进行操作。应用服务的实现广泛采用网络标准如：HTML，VRML，CORBAIDL，Java APPLET。数据存储采用了基于STEP的数据仓库技术，它包括SDAIJava数据通讯和操作，STEP关系型数据库的实现，基于STEP Services的异构数据源集成。应用服务对数据仓库的操作是通过用户应用视图对STEP全局数据模型进行映射(EXPRESS—X，AIM←→ARM)获取所需数据。企业的已有文件和数据库如不符合STEP标准，可以进行数据转换服务实现集成。图2是系统总体结构框架图。
根据系统总体结构可以在逻辑上把系统。分成客户端平台、应用服务、模型映射、数据库接口和数据库五层。
3.2 模块划分
根据系统的功能，可以分成以下几个模块：
●客户桌面：运行在客户端的用户界面，功能是进行系统及资源管理、项目管理、产品配置和产品结构、虚拟企业管理。
●数据仓库：虚拟企业统一数据存储集，是系统的核心，功能是实现SDAIIDL和SDAIJava数据通讯与操作、STEP文件Up/Down、EXPRESS处理、异构数据源集成。
●应用服务：具体完成虚拟企业数据互操作应用，功能包括：图形显示shape、价格计算cost、零件配置part—conf、CAD设计与装配。
●模型映射：实现用户应用模型和STEP全局模型的映射，功能包括：PDM数据添加修改、AIMMAPPINGARM、在远端实现数据转换。
图3是我们开发的原型系统设计一齿轮箱的实例。
4 结论
本文通过分析虚拟企业的信息管理需求，明确了虚拟企业跨Internet网络的异构系统间数据的集成的目标，经过对三项关键技术的讨论，提出了虚拟企业信息共享的参考模型，最后提出了一个基于Internet/STEP/CORBA的虚拟企业数据共享原型系统结构，经开发验证，提出的方案是切实可行的。
