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李伯虎:“互联网+”时代的智慧云制造2.0

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发表于 2015-8-20 14:14:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

当前我国制造业面临一个巨大的挑战,主要表现在以下几个方面:

首先,新一代的信息通信技术快速发展并与制造业深度融合,正引发制造业发展理念、制造模式、技术体系和价值链的巨大变革;

其次,中国的制造业大而不强,正面临从价值链的低端向中高端,从中国制造向中国创造转变的关键历史时期;

同时,国际制造业发展态势和竞争格局面临重大调整,我国经济发展和国家安全对制造业发展提出了更高要求。

我们团队纵观国内外制造领域有关的技术与应用的发展,并基于我国制造业信息化的技术,在2009年提出了云制造的的理念,并在2012年提出了智慧云的实践。

什么是智慧云制造

简单地说,智慧云制造是一种智慧制造的模式和手段,除了智慧以外突出了云的概念和技术。

具体而言,它是基于泛在网络,以人为中心,借助信息化的制造技术、新兴科技技术、智能科学技术以及制造应用领域技术四类技术深度融合的数字化、网络化、智能化技术手段,将制造资源与能力构成服务云池,使用户通过终端及云制造服务平台便能随时随地按需获取制造资源与能力,进而智慧地完成制造全生命周期的各类活动。

具体来说它由三部分组成,智慧制造的资源和能力、智慧制造云池、智慧全生命周期的应用,其核心就是知识和智慧。两个过程,即制造能力的输入以及智慧服务的输出。

这里的智慧包含创新驱动,以人为中心的人机深度融合,数字化、网络化、智能化的深度融合以及工业化和信息化的深入融合。

我们还进一步提出了整个系统的体系结构。第一层就是智慧云制造的资源和智慧制造的能力。

上面是云服务的平台层,这里包括智慧的感知接入和通信,虚拟的服务化的智慧资源和能力层。

还有核心服务层,其中一层是对虚拟的资源能力进行管理,对自身模型,特别是大数据要进行管理风险挖掘;另外一层是对于虚拟的智慧制造的系统要进行构建和管理,要进行运行的管理和评估的管理。在这个基础上,形成各种各样的应用支撑软件,根据企业的需要,有协同设计、仿真采购等。

再上面一层就是用户界面,用户界面在这个设备的基础上,有服务的提供者、平台的运营者营和服务的使用者。

智慧云制造是智慧制造的一种新模式

为什么称为智慧云制造?当然其中很重要的一点还是信息化。此外还有制造资源和能力数字化,就是将制造资源和能力属性以及静态、动态等信息转化为数字、数据或模型。所有制造资源的能力都要跟数字化技术融合形成一个能用数字化技术来控制、监管和管理的制造资源系统和能力。

然后就是物联化,用信息物理融合系统等新的技术来实现把软件的制造资源和能力,全系统、全生命周期、全方位透彻的接入和感知。也就是说,将制造资源和能力互联化,以支持制造全生命周期过程中间的人、组织、管理和设备的集成和优化。

再者,制造资源和能力要虚拟化,也就是说只对制造资源和能力提供逻辑和抽象的表示和管理,不受各种各样具体的物理限制。譬如通过虚拟化技术,一个物理资源和其能力可以真正的实实在在的转化,多个相互隔离的、封装好的虚拟器件和多个物理资源及能力,也可以组合成一个内部更大的虚拟器件。

在必要的时候,当出现故障之时,还可以实现虚拟化制造资源和能力的实时迁移和固态调度,这都是通过虚拟化技术可以实现的,这也是实现制造资源能力服务化和协同化的关键基础。

还有服务化,也就是通过服务计算技术,对虚拟化的能力和资源进行封装和组合,形成制造合同用户、租户所需要的按需的服务。也就是一种按需组合服务,将分散的资源、能力和服务集中使用,反之集中的可以分散使用,或者根据用户需求来实现产品的增值服务。因此,智慧云制造服务就是按需动态架构互操作、协同、网络化、异构集成、快速响应周期。

最后是智能化,也就是说系统全生命周期、全方位都要智能化。这其中知识和智能科学技术将是核心技术,我们要把这些技术渗透到各个环节、各个层面,为两个纬度的全生命周期服务。

智慧云制造实际上是云计算在制造领域的一个落地和拓展。这个技术的落地和拓展体现在三个方面:首先是智慧资源内容的拓展,不仅仅是计算资源还有智慧的软资源、硬资源、智慧制造能力;其次是服务内容拓展,不管是IaaS、PaaS、SaaS,更加注重智慧制造的资源服务;最后是模式拓展,不光是提交作业、操作计算资源,还有交互、协同、全生命周期的制造服务。

因此,其支撑技术不仅仅是云计算和物联网,还有服务计算、建模仿真、自动控制技术、高性能计算、大数据、电子商务、安全技术、网络中心、智能科学技术以及各种各样的信息化制造技术。因此,我们认为它是互联网时代的一种智慧制造的模式和手段。

之所以称为2.0,是因为从1.0到2.0,在网络化、服务化的基础上,进一步突出了以人为中心,随时随地按需的个性化、社会化智慧制造模式。同时强调了智慧云制造环境里设计、生产、装备、经营管理、仿真实验和增值服务都得应需而变,中间智慧化的思维方式和技术创新也更多了,此外还在原来技术上加了大数据、全生命周期的应用,因此它在应用上更广、更深。

智慧云制造的下一步应强调特点和优势

智慧云制造通过引进新的制造模式、新的手段,产生新的产业形态,创造新的价值。我们在2009年提出云制造理念,即云制造1.0,2014年提出了云制造2.0。目前研究成果正在工业化、产业化,并且在集团和中小企业开展应用示范。

智慧云制造下一步要做的是突出我们国家云制造的特点和优势,从技术上应该有四个技术要特别加强:一是大数据技术;二是网络安全防护技术;三是移动互联网技术;四是嵌入式仿真技术。尤其是云制造与3D打印的相互融合。

最后在云制造实施中,我们要注意这不单单是技术问题,同时要围绕转变经济增长方式,增强企业市场竞争能力为目标,走良性循环的发展道路。从需求出发,到建立系统,系统携带技术产品研发,新的技术产品研发,对促进系统的改进和完善,改进系统再进一步推进新的运用,这样的良性循环。

其次云制造本身的实施绝对是人、组织、管理和技术的集成。因此企业在实施过程中必须要围绕整个企业的转变模式,同时坚持效益驱动、总体规划、突出重点、分布实施的指导思想,密切结合各个企业的实际需求,制定好规划和阶段性的实施方案和激励政策,同时制定相关的标准和评估标准。

经过五年工作,智慧云制造系统已是互联网时代的一种智慧制造模式和手段,是实施中国制造2025年“互联网+”行动计划的一种制造模式和手段。智慧云制造系统的发展和实施需要全国、全球的合作交流,同时又需要充分重视各国特色和各行各业的特点。




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