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云制造

1.什么是云制造

  云制造是在“制造即服務(wù)”理念的基礎(chǔ)上,借鑒了云計(jì)算思想發(fā)展起來的一個新概念。

  云制造是先進(jìn)的信息技術(shù)、制造技術(shù)以及新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等交叉融合的產(chǎn)品,是制造即服務(wù)理念的體現(xiàn)。云制造是希望采取包括云計(jì)算在內(nèi)的當(dāng)代信息技術(shù)前沿理念,支持制造業(yè)在廣泛的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境下,為產(chǎn)品提供高附加值、低成本和全球化制造的服務(wù)。

2.云制造方式

  云制造是為避免制造資源的浪費(fèi),借用云計(jì)算的思想,利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)制造資源的高度共享。建立共享制造資源的公共服務(wù)平臺,將巨大的社會制造資源池連接在一起,提供各種制造服務(wù),實(shí)現(xiàn)制造資源與服務(wù)的開放協(xié)作、社會資源高度共享。企業(yè)用戶無需再投入高昂的成本購買加工設(shè)備等資源,咨詢通過公共平臺來購買租賃制造能力。

  在理想情況下,云制造將實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、使用等全生命周期的相關(guān)資源的整合,提供標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、可共享的制造服務(wù)模式。這種制造模式可以使制造業(yè)用戶像用水、電、煤氣一樣便捷地使用各種制造服務(wù)。

3.云制造系統(tǒng)的體系架構(gòu)

  云制造怎么運(yùn)行?我認(rèn)為它包含三大部分:制造資源和制造能力、制造云、制造全生命周期的活動。其運(yùn)行的核心就是知識,包含進(jìn)去、出來兩個過程。云制造涉及三類用戶,就是制造資源的提供者、制造云的運(yùn)營者和制造資源的使用者。因此將來用戶可以像使用水、電、煤氣一樣使用云制造資源,并且進(jìn)行協(xié)同全生命周期高效工作。

  為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo),云制造應(yīng)具備一個體系結(jié)構(gòu),它共有五層——物理資源層、虛擬資源層、云制造核心服務(wù)層、應(yīng)用接口層和應(yīng)用層。

  其中,物理資源層實(shí)際上就是通過嵌入式云終端技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使各類物理資源能夠接入到網(wǎng)絡(luò)中,實(shí)現(xiàn)制造物理之間全面的互聯(lián),并且為云制造提供接口的支持。云制造虛擬資源層主要是將接入到網(wǎng)絡(luò)中的各類制造資源匯聚成虛擬制造資源,并通過云制造服務(wù)定義工具、虛擬化工具等,將虛擬制造資源封裝成云服務(wù),發(fā)布到云層中的云制造服務(wù)中心。該層提供的主要功能包括云端接入技術(shù)、云端服務(wù)定義、虛擬化、云端服務(wù)發(fā)布管理、資源質(zhì)量管理、資源提供商定價(jià)與結(jié)算管理和資源分割管理等。

  云制造核心服務(wù)層主要面向云制造三類用戶(云提供端、云請求端、云服務(wù)運(yùn)營商),為制造云服務(wù)的綜合管理提供各種核心服務(wù)和功能,包括面向云提供端提供云服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化與測試管理、接口管理等服務(wù);面向云服務(wù)運(yùn)營商提供用戶管理、系統(tǒng)管理、云服務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理、云服務(wù)發(fā)布管理服務(wù);面向云請求端提供云任務(wù)管理、高性能搜索與調(diào)度管理等服務(wù)。應(yīng)用接口層,該層主要面向特定制造應(yīng)用領(lǐng)域,提供不同的專業(yè)應(yīng)用接口及用戶注冊、驗(yàn)證等通用管理接口。

  最后是應(yīng)用層,該層面向制造業(yè)的各個領(lǐng)域和行業(yè)。不同行業(yè)用戶只需通過云制造門戶網(wǎng)站、各種用戶界面(包括移動終端、PC終端、專用終端等),就可以訪問和使用云制造系統(tǒng)的各類云服務(wù)。

4.云制造的關(guān)鍵技術(shù)

  有了這個體系結(jié)構(gòu)以后,云制造需要五大類關(guān)鍵技術(shù)——模式、體系架構(gòu)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;云端化技術(shù);云服務(wù)的綜合管理技術(shù);云制造安全技術(shù);云制造業(yè)務(wù)管理模式與技術(shù)。

  ——云制造模式、體系架構(gòu)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,主要是從系統(tǒng)的角度出發(fā),研究云制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組織與運(yùn)行模式等方面的技術(shù),同時研究支持實(shí)施云制造的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,其包括支持多用戶的、商業(yè)運(yùn)行的、面向服務(wù)的云制造體系架構(gòu);云制造模式下制造資源的交易、共享、互操作模式;云制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、規(guī)范等,如云服務(wù)接入標(biāo)準(zhǔn)、云服務(wù)描述規(guī)范、云服務(wù)訪問協(xié)議等。

  ——云端化技術(shù),主要研究云制造服務(wù)提供端各類制造資源的嵌入式云終端封裝、接人、調(diào)用等技術(shù),并研究云制造服務(wù)請求端接入云制造平臺、訪問和調(diào)用云制造平臺中服務(wù)的技術(shù),包括支持參與云制造的底層終端物理設(shè)備智能嵌入式接入技術(shù)、云計(jì)算互接入技術(shù)等;云終端資源服務(wù)定義封裝、發(fā)布、虛擬化技術(shù)及相應(yīng)工具的開發(fā);云請求端接入和訪問云制造平臺技術(shù),以及支持平臺用戶使用云制造服務(wù)的技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。

  ——云服務(wù)綜合管理技術(shù),主要研究和支持云服務(wù)運(yùn)營商對云端服務(wù)進(jìn)行接入、發(fā)布、組織與聚合、管理與調(diào)度等綜合管理操作,包括云提供端資源和服務(wù)的接入管理,如統(tǒng)一接口定義與管理、認(rèn)證管理等;高效、動態(tài)的云服務(wù)組建、聚合、存儲方法;高效能、智能化云制造服務(wù)搜索與動態(tài)匹配技術(shù);云制造任務(wù)動態(tài)構(gòu)建與部署、分解、資源服務(wù)協(xié)同調(diào)度優(yōu)化配置方法;云制造服務(wù)提供模式及推廣,云用戶(包括云提供端和云請求端)管理、授權(quán)機(jī)制等。

  ——云制造安全技術(shù),主要研究和支持如何實(shí)施安全、可靠的云制造技術(shù),包括云制造終端嵌入式可信硬件;云制造終端可信接入、發(fā)布技術(shù);云制造可信網(wǎng)絡(luò)技術(shù);云制造可信運(yùn)營技術(shù)等;系統(tǒng)和服務(wù)可靠性技術(shù)等。

  ——云制造業(yè)務(wù)管理模式與技術(shù),主要研究云制造模式下企業(yè)業(yè)務(wù)和流程管理的相關(guān)技術(shù),包括云制造模式下企業(yè)業(yè)務(wù)流程的動態(tài)構(gòu)造、管理與執(zhí)行技術(shù);云服務(wù)的成本構(gòu)成、定價(jià)、議價(jià)和運(yùn)營策略以及相應(yīng)的電子支付技術(shù)等;云制造模式各方(云提供端、云請求端、運(yùn)營商)的信用管理機(jī)制與實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。

5.云制造五大應(yīng)用方向

  云制造的應(yīng)用可以在五個方向上逐步展開。

  首先是針對大型集團(tuán)企業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)能力服務(wù)平臺。針對大型集團(tuán)企業(yè),利用網(wǎng)格技術(shù)等先進(jìn)信息技術(shù),整合集團(tuán)企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有的計(jì)算資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源,建立面向復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)能力服務(wù)平臺,為集團(tuán)內(nèi)部各下屬企業(yè)提供技術(shù)能力、軟件應(yīng)用和數(shù)據(jù)服務(wù),支持多學(xué)科優(yōu)化、性能分析、虛擬驗(yàn)證等產(chǎn)品研制活動,極大促進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。這類服務(wù)平臺主要是面向集團(tuán)內(nèi)部下屬企業(yè)的。

第二個重要方向是區(qū)域性加工資源共享服務(wù)平臺。我國已經(jīng)成為當(dāng)今世界上擁有制造加工資源最豐富的國家。針對制造資源分散和利用率不高的問題,利用信息技術(shù),虛擬化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)以及RFID等先進(jìn)技術(shù),建立面向區(qū)域的加工資源共享與服務(wù)平臺,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)加工制造資源的高效共享與優(yōu)化配置,促進(jìn)區(qū)域制造業(yè)發(fā)展。

另外,制造服務(wù)化支持平臺也是將來云制造可以重點(diǎn)發(fā)展的方向之一。針對服務(wù)成為制造企業(yè)價(jià)值主要來源的發(fā)展趨勢,我們可以建立制造服務(wù)化支持平臺,支持制造企業(yè)從單一的產(chǎn)品供應(yīng)商向整體解決方案提供商及系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)變,提供在線監(jiān)測,遠(yuǎn)程診斷,維護(hù)和大修等服務(wù),促進(jìn)制造企業(yè)走向產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈高端。這類平臺主要針對大型設(shè)備使用企業(yè)。

  除了針對大型企業(yè)的服務(wù)平臺,云制造更可以服務(wù)于量大面廣的中小企業(yè),因此針對中小企業(yè)信息化建設(shè)資金,人才缺乏的現(xiàn)狀,我們還可以建立面向中小企業(yè)的公共服務(wù)平臺,為其提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造、采購和營銷業(yè)務(wù)服務(wù),提供信息化知識、產(chǎn)品、解決方案、應(yīng)用案例等資源,促進(jìn)中小企業(yè)發(fā)展。

此外,我國物流業(yè)社會化、專業(yè)化、集成化、協(xié)同化、標(biāo)準(zhǔn)化水平低,物流技術(shù)基礎(chǔ)差,服務(wù)能力弱等問題,嚴(yán)重制約物流業(yè)與制造業(yè)的聯(lián)動發(fā)展。因此,針對我國制造業(yè)物流成本高等現(xiàn)狀,利用RFID、網(wǎng)絡(luò)、物流優(yōu)化等技術(shù),研究整機(jī)制造企業(yè),零部件制造企業(yè)和物流企業(yè)的多方協(xié)作模式和第三方服務(wù)模式,建立物流拉動的現(xiàn)代制造服務(wù)平臺,為制造業(yè)整機(jī)制造企業(yè),零部件制造企業(yè)和物流企業(yè)協(xié)作提供服務(wù),促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。

6.云制造的探索

  有關(guān)云制造的探索,有以下這幾個方面。

  一是針對制造資源共享的問題,探索政府、企業(yè)、中介等參與應(yīng)用模式、商業(yè)模式以及推動的工程機(jī)制。

  二是借助信息技術(shù)來支撐、構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)該模式,使云制造的概念落地。

  三是探索商業(yè)模式、運(yùn)行平臺和支撐技術(shù)中的前沿理論和相關(guān)技術(shù)問題;四是面向制造能力和制造資源集聚區(qū)域開展試點(diǎn)。

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