云制造服务平台体系样本
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智慧制造云平台建设方案智慧制造是指建立数字化、网络化、智能化的制造模式,通过工业互联网、大数据、人工智能等技术手段实现制造过程的高效、智能、灵活、可持续发展。
智慧制造云平台是为企业提供一种整合了生产、管理、销售等全过程的智慧制造解决方案的云服务平台。
以下是一个智慧制造云平台建设方案。
(一)平台框架智慧制造云平台的框架包括云计算、物联网、大数据、人工智能等核心技术,其中物联网作为连接各种生产设备和生产过程的重要手段,通过采集、传输、处理等一系列过程将数据实时传送至云端,实现对生产过程实时监控、异常预警和数据分析等功能。
云计算平台则为大数据分析提供了强大的计算能力,人工智能再根据大数据分析结果,对生产过程提供优化和智能控制。
(二)数据安全数据安全是智慧制造云平台必须关注的一个方面。
通过采用固定IP、数据加密、双重身份验证、防护墙等措施来确保数据传输的安全性。
同时,平台的用户需要进行严格的身份验证和授权管理,避免未经授权的人员对平台数据进行访问和修改。
(三)平台功能1. 生产过程的实时监控:通过物联网等手段对生产环节各数据采集点进行数据采集和传输,实现生产过程的实时监控,及时发现生产过程中出现的异常。
2. 数据仓库和大数据分析:对各种生产设备生成的海量数据进行收集和存储,并进行数据分析,以找到生产过程中的可优化环节,并提供有效的数据支持来帮助用户做出更明智的生产管理决策。
3. 生产任务调度:根据生产计划和实际情况制定生产任务,并开展生产过程的调度管理,确保生产过程的高效进行。
4. 设备状态管理:对生产设备进行状态的实时监控,预测设备出现异动的可能性,及时开展维修保养,以保障设备的稳定性和生产的连续性。
5. 生产效率提升:针对生产现场的瓶颈点进行动态的分析和咨询服务,提供科学的工艺流程分析和生产效率优化,让企业生产效率得到显著提升。
6. 可视化生产分析:通过丰富的可视化分析功能,根据生产数据进行可视化展示和分析,让用户更直观地了解生产过程。
云制造服务平台体系Revised at 16:25 am on June 10, 2019中小企业云制造服务平台共性关键技术体系解析本文为了给我国广大中小企业充分利用和共享社会制造资源、提升企业综合竞争能力提供重要支撑手段,分析了中小企业云制造服务平台的特点, 建立了中小企业云制造服务平台共性关键技术体系框架, 阐述了中小企业云制造服务平台的主要核心理论和技术、平台标准和规范、平台体系架构、平台共性引擎和共性管理工具、平台服务和运行模式、平台应用体系架构等共性技术方面的研究思路和研究内容, 为进一步深入和系统开展中小企业云制造服务平台的研究、开发、实施和应用奠定了基础;中小企业量大面广,是我国制造业的重要组成部分,在确保国民经济稳定增长、缓解就业压力、优化经济结构等方面,均发挥着越来越重要的作用;然而随着市场竞争的日趋激烈,我国广大中小企业普遍面临产品研发能力不足、经营管理水平落后、产业链协作能力低下等严峻挑战,因此迫切需要利用先进制造模式及相关技术,快速整合社会制造资源,提升企业的综合竞争能力;我国制造业信息化工程经过20多年的发展,在推进网络化制造、制造业信息化应用服务提供商Application Service Provider, ASP平台等先进制造模式、促进中小企业发展方面,做了大量探索和实践;但由于在服务和运营模式、制造资源共享与分配机制、标准规范、安全控制、平台个性化支持和服务能力、运行机制等方面存在不足和缺陷,制约了网络化制造、ASP平台等先进制造模式的深入应用及推广,广大中小企业的信息化应用水平仍然不高,已成为我国制造业信息化建设的一个瓶颈;近年来,随着、物联网等技术的发展和日趋成熟,一种面向服务的网络化制造新模式——云制造应运而生,它是一种利用网络和云制造服务平台,按用户需求组织网上制造资源制造云,为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式;基于云制造服务模式的中小企业云制造服务平台将成为我国中小企业充分利用和共享制造资源,提升产品设计、经营管理和生产制造能力,增强企业综合竞争力的重要支撑手段,也是当前我国先进制造领域需要探索的一个重要发展方向;1、中小企业云制造服务平台的内涵中小企业云制造服务平台是在网络化制造和ASP服务平台等研究的基础上,结合云制造服务模式和中小企业特点,综合应用、云安全、物联网等技术建立的新型网络化制造服务平台,它能有效促进中小企业基于网络的制造资源共享和协同;中小企业云制造服务平台与已有的ASP服务平台和网络化制造平台相比,拥有参与资源的广域性、参与资源的多维性、制造服务的深入性、服务交易的可靠性、资源使用的便捷性、平台运维的市场性等特点,能更好地为中小企业产品全生命周期提供全面的、便捷的、深入的、可靠的、按需定制和优质廉价的各类制造服务;1参与资源的广域性中小企业云制造服务平台按照统一标准和规范,将分散在各地的制造资源进行虚拟化描述、封装、发布和集中存储,可消除地域空间限制,实现需求、信息和资源的有序积聚,同时“多对多”的运行服务模式使中小企业云制造服务平台较网络化制造平台具有更加广阔的推广和应用范围;2参与资源的多维性中小企业云制造服务平台可支持中小企业制造过程中的各种数据、模型、软件和领域知识等软制造资源标准化接入共享;可实现数控机床、加工中心和计算设备等硬制造资源的网络化集成运行、加工运行过程实时监测和远程维修维护等服务;可促进企业产品全生命周期所需设计、生产、实验和管理等能力资源的共享;3制造服务的深入性中小企业云制造服务平台能支持资源共享、资源使用全过程及其与制造过程相融合的优化利用,如智能生产线的构建、机床再制造、生产过程工艺参数的优化决策、数控程序协同优化编制等服务业务,从而实现云制造服务与中小企业核心技术的深度融合;4服务交易的可靠性中小企业云制造服务平台将针对服务交易类型分别建立标准的、可靠的信用评估机制,确保用户需求和资源的信息安全性以及交易可靠性;5资源使用的便捷性中小企业云制造服务平台可通过服务引擎与管理工具集,实现制造资源与服务需求的动态快速发布、服务供需能力的动态优化匹配、服务交易的在线协同、交易过程的安全防护,支持社会制造资源从产生到耗散全生命周期业务过程的快速高效运行,为用户提供按需供给、按量计价、便捷高效的制造资源与服务;6平台运维的市场性中小企业云制造服务平台可通过建立合理的利益分配与协调机制,实现平台中资源服务的提供方、使用方、平台运营方、服务集成方等多方业务主体的自激励,支持云制造服务平台运维构成要素的动态更新及可持续发展;2、中小企业云制造服务平台共性关键技术体系中小企业云制造服务平台的开发、实施和应用是一项复杂而系统的工程,涉及到许多亟需攻克的共性关键技术;结合中小企业云制造服务平台的内涵,本文建立了一种中小企业云制造服务平台共性关键技术体系框架,如图1所示;由图1可知,中小企业云制造服务平台共性关键技术主要包括平台核心理论和技术、标准与规范、平台体系结构、共性引擎和工具、服务和运行模式、平台应用研究等;中小企业云制造服务平台核心理论和技术中小企业云制造服务平台是一个崭新的概念,要系统和深入地开展中小企业云制造服务平台的研究、开发、实施和应用,首先需要围绕中小企业云制造服务全生命周期突破有关的核心理论和技术,包括云制造服务分类与组织方法、云制造服务供需能力模型、云制造服务描述方法、云制造服务语义标注方法、云制造服务组织发布和虚拟展示技术、制造能力供需智能匹配与交易技术、服务业务信用评估与分析技术、行业知识聚集与管理技术、服务管理中的非结构化数据管理技术等;平台核心理论和技术的研究逻辑如图2所示;1云制造服务分类与组织方法云制造服务的概念和分类,是解决云制造服务资源主体问题的源头;结合中小企业资源共享和业务协同的需求,可将云制造服务分为资源R服务和服务S服务两类;R服务是指单个产品或者设备的简单买卖/租赁契约关系,与服务提供/消费者的企业内部不产生或者产生较少的业务交互; S服务是指企业间协作意义下的复杂协同契约关系,服务供需双方存在业务逻辑依存关系和信息交互需求;其中, R服务可采用标准的工业分类组织方法;S服务可采用Web服务的领域分类方法;2云制造服务供需能力模型云制造服务供需能力模型主要包括云制造服务能力模型和云制造服务需求模型;云制造服务供需能力模型的描述包括供需双方对R服务和S服务本身的供需描述和供需双方的企业整体能力描述;由于R服务和S服务所涉及的概念、关系和语义有不同内涵,其能力模型的具体构成要素也有所不同;3云制造服务的描述方法云制造服务的描述方法包括本体描述方法和工作流描述方法;本体描述方法包括资源描述框架Resource Description Framework, RDF和Web本体语言Web Ontology Language, OWL;对R服务,可采用基于知识框架的表达方法,具体体现为RDF;对S服务,可采用基于Web服务的OWL表达方法;对服务流程的工作流描述,可采用可扩展标记语言eXtensible Markup Language, XML格式的Petri网标记语言;通过以上的服务描述,可规范和指导云制造服务的建模、组织和管理;4云制造服务语义标注方法针对中小企业云制造服务,特别是S服务,按照服务的开发、描述、发布、发现、组合与执行等生命周期对语义描述的需求,可将云制造服务语义分为功能语义、数据语义、服务质量语义和执行语义等四种类型;1功能语义functional semantics,是指服务的实际功能描述,功能语义通过功能本体function alontology 来表达,标注在Web服务描述语言Web Services Description Language, WSDL文档中的操作上;2数据语义data semantics,是指服务的输入/输出参数集合的语义表达,数据语义标注在WSDL文档中的操作上;标准的词汇表或分类表,例如ebXML Core Component Dictionary或RosettaNet Technical Dictionary等,均可以用来表达Web服务中的输入/输出数据;3服务质量语义QoS semantics,是指服务的众多质量性能的语义表达,在WSDL文档中可以进行单独的服务质量语义标注;包括领域无关domain independent 的QoS和领域相关domain specific的QoS;4执行语义execution semantics,是指与服务执行相关的消息序列、任务流程、服务调用的前提条件/结果等语义信息,在WSDL文档中可以进行单独的服务过程执行语义标注;5云制造服务组织发布技术和虚拟展示技术通过建立云制造服务的本体概念体系,可实现企业本体、R服务和S服务的上层本体描述,进而通过实例化工具进行实例化;针对企业本体和R服务,可采用目录管理方式进行发布;针对S服务,可采用Web服务方式,注册到统一描述、发现和集成Universal Description Discovery and Integration, UDDI协议服务器中进行发布;对于云制造服务的检索和虚拟展示,可利用富互联网应用Rich Internet Applications, RIA技术,通过建立虚拟服务浏览器来实现;6云制造服务搜索、智能匹配、服务选择与组合采用云制造服务搜索技术,可集成实现关键字搜索、结构搜索、语义搜索等功能;在智能语义匹配时,可依次进行四种语义匹配,逐步求精,同时需要采用多种语义的匹配度算法,以及单个服务匹配和服务间的语义匹配方法;在服务选择与组合时,可采用相应的服务导引策略和服务推荐算法,以及可参数化配置的加权综合评判方法来实现服务选择;选择服务后,可结合服务流程描述Petri网可扩展标记语言Petri Net Markup Language, PNML和业务过程执行语言Business Process Execution Language, BPEL来实现服务组合;7云制造服务管理与协同的支撑技术包括制造能力供需智能匹配与交易技术、服务业务信用评估与分析技术、行业知识聚集与管理技术、服务管理中的非结构化数据管理技术等;在突破以上技术的基础上,可开发出构建中小企业云制造服务平台所需的一系列共性引擎和共性管理工具;中小企业云制造服务平台的标准与规范中小企业云制造服务平台的运行将涉及大量的需求和资源信息,同时平台运营需处理多种服务交易,这些信息的无序化和异构化都将阻碍资源的有效集成和共享,因此统一的标准和技术规范是中小企业云制造服务平台实现推广应用的关键;本文从整体的角度出发,建立了如图3所示的一种中小企业云制造服务平台标准和规范总体框架结构,包括中小企业云制造服务平台体系架构、制造资源、运行服务、互操作和接口、安全等相关标准和规范;中小企业云制造服务平台体系架构中小企业云制造服务平台体系架构是从服务实现的角度对平台的层次结构和逻辑关系等进行梳理和规划,构建中小企业云制造服务平台的架构蓝图;结合网络化制造服务平台现有研究成果和中小企业云制造服务平台的内涵,本文建立了一种中小企业云制造服务平台的体系架构,如图4所示;1基础支撑层提供云服务平台的数据库、网络等基础支撑环境;2平台集成运行环境提供平台运行的安全、监控与管理基础环境;3平台工具层提供一系列的工具集,支持制造资源与需求的方便注册、发布、搜索匹配、交易,以及业务管理、供需双方信用评价和知识社区创建等;4制造资源层包括各种R服务资源和S服务资源,各制造资源通过统一注册发布工具,形成标准接口的云构件,以供不同需求方的匹配调用;对于数控加工设备、仪器仪表等硬件服务资源,可采用一种基于智能终端的新型的云端接入方式,实现方便接入云端形成云构件,以供不同需求用户匹配使用;对于一些服务资源,可通过系统知识工具集形成知识构件,以促成行业知识的聚集;5平台服务构件层存储并管理各类粗细粒度不等的服务构件,供不同服务需求调用;6服务组件层服务组件层为业务模型层与服务构件层的中间转换层,通过不同的服务构件组合可以形成粗细粒度不同的业务类型,供不同的业务模型调用;7业务模型层面向客户需求方的业务需求的业务流程定义层,可调用不同的服务组件响应不同的业务需求;8交易层为用户需求提供搜索匹配,并引导云需求与云资源的交易,记录管理交易过程,并作出信用评价;9用户层负责各种制造需求的发布,参与服务业务开展全过程,发布行业知识经验等;中小企业云制造服务平台共性引擎和共性管理工具中小企业云制造服务平台的构建是一项庞大而复杂的工程,为提高平台的开发效率和开发质量,降低平台开发风险和开发成本,以及提高平台的标准化程度和平台的集成性,需要在突破以上平台核心理论和技术的基础上,遵从平台的标准规范和体系结构,开发一系列中小企业云制造服务平台共性引擎套件和管理工具集;1中小企业云制造服务平台的共性引擎套件中小企业云制造服务平台的共性引擎主要为平台开发、应用和推广提供基础逻辑和服务支撑,包括交易主体信用评估引擎、智能匹配引擎、交易协同逻辑引擎、业务逻辑管理引擎和知识聚合与分类引擎等;1交易主体信用评估引擎基于云制造服务平台的主体信用评价指标,采用面向云制造服务平台的主体信用反馈机制和主体信用评价算法,实现主体交易信用信息管理、主体信用评价、主体信用综合查询分析;2智能匹配引擎采用制造服务搜索算法,通过关键字、结构、语义等方式实现制造服务的快速搜索,然后针对制造服务的功能、数据、服务质量和执行等方面,采用智能语义匹配算法实现制造服务供需的智能匹配;3交易协同逻辑引擎通过云制造能力交易描述语言和管理方法,对整个交易过程进行静态描述,实现交易实例的创建、运行、监控、异常处理及评价记录;4业务逻辑管理引擎通过对中小企业云制造能力交易过程的多层次、多维度综合建模,结合过程挖掘算法、相似性度量算法以及过程模型检索算法,采用相应的仿真分析技术,对交易过程的结构合理性、行为合规性、活动可调度性和过程成功率等方面进行分析,实现交易过程的在线演化和管理;5知识聚合与分类引擎基于数据挖掘和分析、行业知识聚合与分类算法,采用网络爬虫、N LPnonlinear progr amming 等算法实现技术,建立制造行业知识库、语义分析、语义搜索和查询;2中小企业云制造服务平台共性管理工具集中小企业云制造服务平台的共性管理工具集主要为平台用户提供友好人机交互应用工具,实现平台的易操作性和功能的便捷性,包括统一用户管理、业务管理系统工具、系统管理工具和资源虚拟化工具等;1统一用户管理支持交叉分类、行业分类选择,支持单点登录,满足安全性、统一性和可扩充性的需求;2业务管理系统工具为多主体协同的可定制业务外包交易提供全生命周期管理功能,包括外包业务模板的定义、管理、智能推荐、分析、仿真和改进等,支持外包业务实例的部署、执行、监控、诊断、演化和优化等;3系统管理工具为搭建支持多租户、大容量、高并发、高可用的服务平台提供各项管理功能;4资源虚拟化工具实现主流计算资源、存储资源、网络资源、制造资源等物理软硬件资源的虚拟化集中管理和监控;中小企业云制造服务平台的服务和运行模式如何针对中小企业云制造服务业务特点和制造服务资源特性等研究和建立可行的运行服务模式,是中小企业云制造服务平台进入实际应用阶段、实现制造资源的集成和共享需要突破的一个重要问题;根据中小企业的特点和需求,结合中小企业云制造服务业务提供方式、云制造服务资源类型、云制造参与角色构成方式、云制造服务商务和盈利模型,围绕分散资源集中使用,集中资源分散服务的云制造思想,本文建立了一套如图5所示的“222+2”的中小企业云制造服务和运行模式总体框架和组合思路, 表示可任取其中元素组合; i , j取1或2;图5中, “222”包括:①纯在线云制造服务ON模式、在线和离线相结合云制造服务ON& OFF模式两种典型的云制造服务业务提供方式;②R服务资源和S服务资源两种典型的云制造服务资源类型;③三方指资源提供方、资源需求方、平台运营方三方云制造服务和四方指资源提供方、资源需求方、资源集成服务方、平台运营方四方云制造服务两种典型的云制造参与角色构成方式; “+ 2”是指以上典型云制造服务模式可采取基于核心技术支持工具收费模式和会员制收费模式两种典型商务和盈利模式;以上组合思路需根据具体云制造服务业务特点、平台方核心技术拥有情况、制造资源特性等具体情况进一步个性化组合和配置,以指导相应的中小企业云制造服务平台的开发、实施和商业化运营;中小企业云制造服务平台应用体系架构中小企业云制造服务平台的开发和运营商,在确定其服务领域后,可结合具体云制造服务的类型和特点,利用以上核心理论、标准规范、体系架构、共性引擎、共性管理工具、服务和运行模式等共性关键技术成果,开发和实施各具特色的面向行业和面向区域的中小企业云制造服务平台;中小企业云制造服务平台的功能一般可包括统一用户管理、制造资源注册发布、制造需求发布、制造服务注册中心、制造服务撮合系统、制造服务交易管理、制造服务业务管理、业务信用评估与分析、行业性知识聚集与服务网络化社区、服务平台系统管理等功能;中小企业云制造服务平台应用的一种参考体系架构如图6所示;从图6可看出,在平台的支撑下,可实现中小企业制造资源的共享与整合,如企业有富余生产能力的设计服务、生产加工服务、实验仿真服务、经营管理服务等资源可通过平台进行虚拟化云端接入,基于网络提供云制造服务;同时广大有服务需求的中小企业通过平台需求发布、供需匹配寻找到所需服务资源;3、结束语中小企业云制造服务平台将成为我国中小企业充分利用和共享制造资源,提升企业综合竞争力的重要支撑手段,也是当前我国先进制造领域需要探索的一个重要发展方向;由于中小企业云制造服务平台还是一个崭新的概念,其相关技术在国内刚刚起步,在国际上也属研究前沿;为促进中小企业云制造服务平台的研究、开发、实施和应用,本文建立了中小企业云制造服务平台共性关键技术研究的体系框架,阐述了中小企业云制造服务7大主要核心理论和技术的研究思路,建立了一种中小企业云制造服务平台标准和规范的总体框架结构,并建立了一种具有9层结构的中小企业云制造服务平台体系架构,提出了中小企业云制造服务平台5类共性引擎和4类共性管理工具的研究内容,建立了一套“222+ 2”的中小企业云制造服务模式总体框架和组合思路,并建立了中小企业云制造服务平台应用的一种参考体系架构;。
面向智能制造的云服务平台的研发
一、引言
随着互联网和物联网技术的不断发展,智能制造正在成为当今现代制
造业的趋势。
而面向智能制造的云服务平台(Cloud Service
Platform,CSP)正成为促进智能制造发展的核心载体。
面向智能制造的云服务平台,是一个以云计算、物联网、移动互联网、大数据等技术为支撑,面向智能制造的统一的服务和管理平台。
它既具有
传统ERP管理系统的仓储、库存、财务等管理功能,又具备了智能制造系
统的智能化生产管理、数据分析等功能,可以有效的支撑工厂信息化建设,提高制造企业的经济效益。
本文主要从解决方案、技术架构、实施流程等方面阐述面向智能制造
的云服务平台的研发。
二、解决方案
(1)全面覆盖生产层面:该平台需要全面覆盖产品设计、成本计算、物料清单、设备管理、工序管理、质量控制、运输调度、物流及订单管理
等生产层面的功能,支撑工厂智能制造难题的解决。
(2)支持灵活拓展:平台要有较好的拓展性,支持用户根据自己的
实际情况和特定需求,通过模块化集成和API接口灵活扩展,实现企业个
性化需求的满足。
制造业云服务平台体系建设与应用研究一、引言云计算作为新一代信息技术,已经在各行各业得到广泛的应用和推广。
作为制造业信息化的一种重要手段,制造业云服务平台的建设和应用,在推动制造业高质量发展,推进“中国制造2025”战略实施,建设制造业数字化、网络化、智能化,提高企业核心竞争力、协同效率、创新能力等方面发挥着重要作用。
二、制造业云服务平台的定义和特点1、定义制造业云服务平台是一种基于云计算和大数据技术,为制造业企业提供协同设计、供应链管理、生产调度、运营控制、售后服务等全生命周期服务的技术平台。
2、特点(1)高度可扩展——具有高度可扩展的云计算资源,能够随着业务的增长灵活地进行扩展。
(2)普适性——平台能够适应不同行业、不同规模和不同层次的企业需求,提供“一站式”服务。
(3)大数据智能化——整合制造业上下游和产业资源,可以进行大数据挖掘和深度学习分析,实现产业链信息化协同。
(4)多维度协同——平台能够沟通不同部门、不同企业,实现企业内外部的多维度协同效应。
(5)安全保障——平台应具备完善的信息安全保障机制、数据备份机制和灾备恢复机制。
三、制造业云服务平台体系建设1、数据中台建设(1)数据标准化和共享——制定行业标准的数据规范和标准化体系,建立数据共享和传递的平台。
(2)数据存储和管理——以企业内部数据中台为基础,将外部数据集成到同一平台,保障数据安全与稳定可靠性。
(3)数据治理和应用——制定数据规则的治理体系,对数据质量进行全面的监控与分析,实现数据资产的安全高效利用。
2、技术支持平台建设(1)物联网技术——通过物联网技术,实现设备、生产线、工厂、供应链等环节的实时监控与控制。
(2)人工智能技术——应用人工智能技术,对设备维护、产品质量、生产效率等多个方面进行智能分析和预测。
(3)大数据技术——通过大数据技术,对全生命周期中的各个环节进行数据分析和提取,实现生产、供应链和销售等全链条数据的可视化和分析。
智慧制造智能制造服务云平台目录1、建设背景 (4)2、建设思路 (4)3、建设目标 (5)4、系统架构 (7)(一)云IT体系架构 (7)(二)云信息安全体系 (8)(三)云数据仓库 (10)(四)企业服务总线 (11)(五)企业信息化成熟度模型 (11)5、智慧制造智能制造服务云平台顶层设计 (12)(一)设计原则 (12)1)实用性 (12)2)先进性 (12)3)可靠性 (13)4)可扩展性 (13)5)安全性 (13)6)易用性 (13)(二)身份登录认证设计 (14)(三)人员权限管理设计 (14)(四)示范应用服务系统及功能设计 (15)(1)............................................................... 工业云服务 (15)(2)企业管理软件提供 (18)(3)企业信息发布 (18)(4)专家指导与互动交流 (19)(5)企业资源信息共享 (20)(6)智能政务协同办公系统 (20)(7)工业企业信息化评价系统 (24)(8)员工关怀系统 (28)(9)资料下载 (29)(10)链接宣传 (29)(五)公共管理服务系统及功能设计 (30)(1)经济运行分析测评系统 (30)(2)公共数据交换平台 (45)(3)工业企业节能减排系统 (46)(4)政策宣传与咨询 (51)(5)在线办事服务 (52)(6)项目审批系统 (52)(六)系统设计要求 (65)(1)软件系统安全 (66)(2)网络系统安全 (66)(3)数据安全 (66)(4)应用软件安全 (67)6、系统实施计划 (67)(一)项目建设 (67)(1)终端采集子系统 (67)(2)地理信息支撑平台 (68)(3)项目审批系统 (69)(4)工业企业节能减排系统 (69)(5)员工关怀系统 (70)(6)工业企业信息化评价系统 (70)(7)经济运行分析测评系统 (70)(8)公共数据交换平台 (70)(9)门户网站建设 (71)(10)身份认证平台 (71)(二)实施计划方案 (71)1、建设背景xxx装备制造产业园区自xxx年筹建至今,目前已初步形成了新能源、重型汽车、铁路专用车辆备件、石油机具、特种钢深加工等5大特色的装备制造产业集群。
制造业云服务平台的建设与应用随着信息技术的迅猛发展,制造业正在迎来一次数字化转型的浪潮。
传统的制造业模式已经开始逐渐淘汰,工业互联网、智能制造、大数据等新技术正在加速渗透到制造领域。
在这个背景下,制造业云服务平台的建设和应用成为了制造企业加快数字化转型的关键。
一、制造业云服务平台的定义制造业云服务平台是基于云计算、物联网、大数据等技术,为制造企业提供一种共享服务模式的数字化平台。
通过这种平台,制造企业可以实现对企业内部生产流程、供应链、运营管理等各方面数据的集中、共享、分析、优化。
制造业云服务平台的建设和应用,可以帮助企业实现生产过程数字化、信息化,提升企业生产效率、质量和管理水平。
二、制造业云服务平台的主要应用1. 生产过程数字化管理制造业云服务平台可以帮助企业实现生产过程的数字化管理。
通过平台收集、分析、优化生产过程中的各项数据,实现自动化、智能化生产过程管理,并通过平台向各种设备、终端发送指令实现生产需求和生产计划的实时控制。
2. 供应链管理的协同化与优化制造业云服务平台可以实现企业内部和供应链各环节的数据集中和共享,实现物流、采购、生产、库存等各环节的协同化管理和优化。
通过平台自动采购、自动计划、自动调配等措施,实现供需管理的智能化和优化。
3. 产品质量追溯和优化管理制造业云服务平台可以实现对产品生命周期前后的各个环节数据的关联和有效管理,实现产品质量追溯和提升。
通过平台强化商品跨品类流向管理,实现针对产品全生命周期的供应链质量管理,提高产品质量。
4. 制造企业管理的智能化制造业云服务平台可以实现企业内部的数字化转型和管理智能化,提升企业管理水平和管理效率。
通过平台自动化、智能化管理企业各项业务流程,实现企业信息化和数字化管理的全面升级。
三、制造业云服务平台建设的关键技术制造业云服务平台建设需要多种技术支持,主要包括:1. 云计算技术云计算技术是制造业云服务平台的核心技术之一,实现数据的存储、处理和分析,为制造企业提供强有力的业务支撑和管理系统。
中小企业云制造服务平台共性关键技术体系解析本文为了给我国广大中小企业充分利用与共享社会制造资源、提升企业综合竞争能力提供重要支撑手段,分析了中小企业云制造服务平台得特点, 建立了中小企业云制造服务平台共性关键技术体系框架, 阐述了中小企业云制造服务平台得主要核心理论与技术、平台标准与规范、平台体系架构、平台共性引擎与共性管理工具、平台服务与运行模式、平台应用体系架构等共性技术方面得研究思路与研究内容, 为进一步深入与系统开展中小企业云制造服务平台得研究、开发、实施与应用奠定了基础。
中小企业量大面广,就是我国制造业得重要组成部分,在确保国民经济稳定增长、缓解就业压力、优化经济结构等方面,均发挥着越来越重要得作用。
然而随着市场竞争得日趋激烈,我国广大中小企业普遍面临产品研发能力不足、经营管理水平落后、产业链协作能力低下等严峻挑战,因此迫切需要利用先进制造模式及相关技术,快速整合社会制造资源,提升企业得综合竞争能力。
我国制造业信息化工程经过20多年得发展,在推进网络化制造、制造业信息化应用服务提供商(Application Service Provider, ASP)平台等先进制造模式、促进中小企业发展方面,做了大量探索与实践。
但由于在服务与运营模式、制造资源共享与分配机制、标准规范、安全控制、平台个性化支持与服务能力、运行机制等方面存在不足与缺陷,制约了网络化制造、ASP平台等先进制造模式得深入应用及推广,广大中小企业得信息化应用水平仍然不高,已成为我国制造业信息化建设得一个瓶颈。
近年来,随着云计算、物联网等技术得发展与日趋成熟,一种面向服务得网络化制造新模式——云制造应运而生,它就是一种利用网络与云制造服务平台,按用户需求组织网上制造资源(制造云),为用户提供各类按需制造服务得一种网络化制造新模式。
基于云制造服务模式得中小企业云制造服务平台将成为我国中小企业充分利用与共享制造资源,提升产品设计、经营管理与生产制造能力,增强企业综合竞争力得重要支撑手段,也就是当前我国先进制造领域需要探索得一个重要发展方向。
第16卷第1期计算机集成制造系统Vol.16No.12010年1月Computer Integrated Manufacturing SystemsJ an.2010文章编号:1006-5911(2010)01-0001-07收稿日期:2009212201;修订日期:2009212215。
Received 01Dec.2009;accepted 15Dec.2009.基金项目:国家863计划资助项目(2007AA04Z153);国家973计划资助项目(2007CB310900)。
Found ation items :Project supported by t he Na 2tional High 2T ech.R &D Program ,China (No.2007AA04Z153),and the National Basic Research Program ,China (No.2007CB310900).作者简介:李伯虎(1938-),男,上海人,中国工程院院士,博导,主要从事网络化建模与仿真系统、虚拟样机工程、网格化、智能化、服务化制造系统等的研究。
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云制造———面向服务的网络化制造新模式李伯虎1,2,张 霖1,王时龙3,陶 飞1,曹军威4,姜晓丹5,宋 晓1,柴旭东2(1.北京航空航天大学复杂产品先进制造系统教育部工程研究中心,北京 100191;2.北京仿真中心,北京 100854;3.重庆大学机械工程学院,重庆 400044;4.清华大学信息技术研究院,北京 100084;5.北京慧点科技开发有限公司,北京 100083)摘 要:为求解更加复杂的制造问题和开展更大规模的协同制造,分析了目前应用服务提供商、制造网格等现有网络化制造模式在应用推广等方面遇到的问题,阐述了云计算服务模式、云安全、高性能计算、物联网等理念和新技术对解决网络化制造中运营、安全等问题的契机。
云制造服务平台系统的设计与开发ZHOU Zhuo;YUAN Ming-hai;SUN Chao;DENG Kun【摘要】在云制造环境下,产品的全生命周期活动几乎都依托一个公共信息服务中心来进行管理,因此设计开发一个公共服务平台管理系统至关重要.根据用户对产品独特性和时效性的要求,提出了面向SOA(service-oriented-architecture)的云制造服务平台系统框架并阐述了业务流程.采用B/S体系结构,并基于Visual 集成平台,使用Microsoft SQL Server进行数据库开发,从云制造用户信息管理、云制造资源服务管理、云制造业务管理三个主要功能模块进行设计,开发了云制造服务平台系统,以\"用户资源服务需求→服务资源发布→资源服务搜索匹配→服务绑定→订单调配生产\"为主线并结合实例对文中理论与方法的可行性和有效性进行验证.结果表明,开发的云制造服务平台系统实现了自动智能搜索匹配、信息统一规范化注册发布、资源服务实时监控的功能.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2019(029)007【总页数】5页(P200-204)【关键词】云制造;云制造服务平台系统;功能模块;验证【作者】ZHOU Zhuo;YUAN Ming-hai;SUN Chao;DENG Kun【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言政府工作报告指出:加快发展大数据、云计算、物联网应用,把发展智能制造作为主攻方向,推动《中国制造2025》战略落地。
其中,云制造是实施《中国制造2025》战略规划的一种智能制造模式和手段[1]。
现代制造业竞争日益激烈,各国制造业纷纷转型成为以创新能力为核心,能够实现资源聚合与协同的低能耗、低排放的服务型制造业[2-5]。
在这种背景下,李伯虎院士提出云制造的概念,并给出云制造的服务模式、技术体系、实施思路、服务平台的应用模式[6]。
云协同智能制造平台⒈引言⑴背景介绍在当今数字化时代,制造业正面临着许多挑战和机遇。
为了提高制造效率、降低成本并实现智能制造,云协同智能制造平台应运而生。
本文档旨在详细介绍云协同智能制造平台的功能、架构以及应用场景。
⒉平台概述⑴平台功能介绍●协同合作:提供多方协同合作的功能,包括任务分配、团队沟通等。
●数据共享:实现不同环节的数据共享和同步,提高制造过程的透明度和效率。
●智能决策:基于大数据和技术,提供智能化的生产决策支持。
●设备管理:对生产设备进行远程监控、维护和管理,提高设备利用率和维修效率。
●资源调度:优化资源调度,提高生产线的整体效率。
●数据分析:对生产过程中的数据进行分析和挖掘,为制造决策提供依据。
⑵平台架构●前端界面:提供用户友好的交互界面,支持多种终端设备。
●云服务层:为平台提供强大的计算和存储能力。
●数据管理层:负责数据的采集、存储和管理。
●分析引擎层:利用大数据和技术进行数据分析和挖掘。
●协同决策层:支持多方协同合作和智能决策。
●设备管理层:对生产设备进行监控和管理。
⒊平台应用场景⑴制造业●生产计划:协同制定生产计划,优化资源配置。
●质量管理:实时监控质量状况,提高质量控制效果。
●故障预警:利用数据分析算法进行故障预测,提前采取维修措施。
●供应链管理:实时监控供应链各环节的信息,提高供应链的响应能力。
⑵物联网行业●远程监控:对物联网设备进行远程监控和管理。
●告警管理:实时监控设备状态,及时响应异常情况。
●数据分析:利用物联网设备的数据进行分析,提供决策支持。
⒋附件本文档涉及的附件包括:●平台界面截图●数据分析报告示例●设备管理模块操作说明⒌法律名词及注释●云协同智能制造平台:指通过云计算和协同技术实现的智能化制造管理平台。
●大数据:指传统数据处理软件无法处理的大规模、高速增长的数据。
●:指模拟人类智能行为的智能系统。
●物联网:指通过互联网将物理设备连接起来,并实现相互通信和数据交换的网络。
智能制造中的云制造平台架构设计智能制造是当前最热门的话题之一,也是未来制造业的发展方向。
随着计算机技术和互联网技术的不断发展,智能制造已经开始进入云时代,即基于云计算技术的云制造时代。
云制造是指将制造资源、制造服务和制造软件等制造要素都利用云计算平台进行统一管理和共享,并通过物联网技术实现全面连接和协同,实现全生命周期智能化制造的一种新兴制造模式。
本文将就智能制造中的云制造平台架构设计这一话题进行探讨。
一、云制造平台架构设计的意义云制造平台架构设计是云制造领域的核心技术之一,其设计好坏将直接影响到整个智能制造体系的运行效率和稳定性。
在这个过程中,必须明确云制造平台的功能模块和架构设计,才能实现云制造的快速部署、有效集成和高可靠性运行。
同时,云制造平台架构设计还能有效协调企业内部和外部的资源,构建全面连接和协同的生态系统,实现制造要素的全面整合和优化配置,提高企业的生产效益和竞争力。
二、云制造平台架构设计的核心要素云制造平台架构设计需要考虑的核心要素包括云计算技术、物联网技术、大数据技术和人工智能技术这四大方面。
1. 云计算技术方面云计算技术是云制造平台架构设计的基础,其层次结构包括IaaS、PaaS和SaaS三个层次。
其中,IaaS层次提供基础设施服务,如虚拟服务器、存储和网络;PaaS层次提供应用平台服务,如开发和部署环境;SaaS层次提供软件服务,如ERP、CRM和PLM等。
2. 物联网技术方面物联网技术是实现云制造的主要技术之一,其功能包括数据采集、传输、处理和分析,同时还涉及到物联网硬件设备的研发、生产和应用。
在云制造平台架构中,物联网技术主要用于实现设备与平台之间的连接和数据传输,构建整个制造过程的可视化和智能化。
3. 大数据技术方面大数据技术是云制造平台架构设计的重要技术支持,其应用范围主要包括数据挖掘、数据分析、数据建模和智能决策等。
在云制造平台中,大数据技术主要用于收集和分析制造数据,实现精益生产和精益制造的目标。
中机云创—装备制造业云服务平台共圆中国制造强国梦中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录12345中机云创( )代表了中国先进及现代机械制造(China Advanced & Modern Machinery Manufacturing ),是国内第一个面向装备制造业、及相关产业链的全生命周期内,全生产要素的,以制造为核心的云服务创新平台。
我们致力于解决制造业供需双方痛点,提供订单,人才,技术等全面解决方案。
中机云创简介提供以用户为中心的制造能力、资源数字化集成服务12345提供“众创、众包、众扶、众筹”高效化服务提供服务、资源、能力、设备等要素全球一体化交易服务制造资源动态配置网络化协同制造打造工业智能化生产模式(数字化→信息化→智能化→数据驱动智能制造)中机云创平台框架中机云创协同制造定制制造专家服务技术服务标准标准服务检测检测服务认证认证服务双创空间技术圈知识库行业资讯战略规划商品交易商城服务金融服务保险服务仲裁服务工业大数据IOT服务工具包服务云物流服务在线客服技术服务、双创空间、商品交易、工业大数据都以定制制造为核心展开中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录12345•你想造的,这里都有!•全行业、全要素、全流程服务•200+真实优秀的制造服务企业已经入驻定制制造•即刻拥有万人专家智囊团!中国数量最多、专业覆盖面最广、业务素质最强的制造业专家•制造业顶级专家,正高级190+,副高级110+,国务院特殊津贴专家,863计划、04专项带头人........专家服务•引入制造行业各类权威标准、检测、认证机构,最终实现线上合作,线下服务•数十家国家级检测服务机构,超过300个检测产品,500个检测项目标准服务检测服务认证服务免费提供多种方案直至满意免费报价厂商认证需求认证高级认证专家优化需求,专业商务对接高效撮合阶段性付款,解决尾款问题付款保障全程跟踪记录,纠纷有据可依影子记录保证完成、保证质量、保证维护三保服务资金预存平台,服务满意再付款担保交易顶级专家服务提升服务能力专家服务专家服务优势——面对企业/个人企业/个人(按需受教)信息认证:帮您找到认真、靠谱、真实专家顶级专家:中国制造业最强大的千人专家团队付费取经:求取工业级真经,省时省钱又省力专属解答:一对一专属解答,提供全程技术保障资金托管:保障资金安全,防止上当受骗阶段付费:全面满足定制类、个性化需求影子记录:全流程记录重要节点,需求可回溯制造业专家(让有经验的人轻松实现价值)线上交流,防骚扰;决定接单,再沟通;沟通谈事,有平台;专属秘书,把活干;您只需要,点确认;仅把知识,做贡献;需求客户,来转化;轻轻松松,把钱赚;承担政府授权强制认证和客户委托的合格认证国际、国家制造领域标准制定者提供服务99%检测实验室均通过CNAS 权威认证3个国际标委会、26个全国标委会、4个行业标委会、9个分委会,17个行业协会9家国家级、行业级生产力促进中心,12家产品质量监督检验(测)机构经国家批准,依国际认可导则认可,并运行的认证机构消费保障服务,第三方资金托管维护消费权益交易金额先托管到平台,待交易完成后根据双方验收结果结算款项引入专家服务标准、检测、认证机构的服务对外窗口重要节点控制标准、检测、认证供需双方交易撮合达成平台,机构无需自建平台业务接洽受理+交付物提交两个关键节点控制,业务过程全程追踪可回溯可与平台专家服务对接,增强专家对标准、检测、认证机构的创收能力灵活的付费方式平台灵活定义三种方式:先收全款后交付;先收部分款作启动;先启动服务后再收费个性化定制服务:个性化定制工业化生产,实现从客户需求到产品提供的直通区域售后上门服务:提供区域售后上门服务(在保修期内)售后团队免费上门维修;免费培训:用户享受免费的设备使用培训服务;专家服务支持:用户可在平台获得专家的专业支持;高品质商品:平台保证所售商品均为质量认证产品;快速出货:闪电发货,保证商品第一时间送达;中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录23451定制制造服务流程免费认证免费发布需求专家分诊方案竞价专家团队服务合同订单担保支付项目跟踪管理交付验收互评与结算需求方操作服务方操作平台方操作申请约见专家确认用户付款协商见面评价与结算专家服务流程需求方操作服务方操作平台方操作标准、检测、认证服务流程免费提交需求选择服务商帮助询盘和确认服务商授盘并下单付启动款付尾款验收互评与结算需求方操作服务方操作平台方操作中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录12345合作方:一、高校、科研院所国内高校、科研院所清华大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学、吉林大学、湖南大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、合肥工业大学、武汉理工大学、北京理工大学、北京科技大学、郑州大学、北京航空航天大学、西北工业大学、北京信息科技大学、天津理工大学、沈阳航空工业学院、中国科学院沈阳自动化研究所、中国电子科技集团30研究所等。
机床云制造平台方案1验证示范平台目标和概述机床云制造平台旨在为机床云制造平台提供一整套连接解决方案:✓采用物联网(IoT)技术将智能机床连接到机床云制造平台;✓提供从终端、网络和云端的整体安全方案;✓具备智能联网、边缘计算(IoT 网关对机床采集数据进行预处理)、漏洞防护、终端管理、证书管理、防伪冒等安全功能;✓支持多种不同类型机床设备;✓支持通过MTConnect 等标准协议的物联通讯。
✓通过机床云制造平台开展个性化制造试点2预期成果5.1商业价值1.提供安全的无线接入设备,减少网络布线的问题,增加企业安全联网方案的选择项。
2.发展机床云制造平台,通过三方安全评估和模拟攻击,达到相关国家安全标准。
3.相关方案可以推广,支持类似智能装备互联网化后的安全应用。
4.完成基于机床云制造平台的个性化制造验证5.2经济效益验证示范平台的经济效益包括:1.减少机床网络布线成本,提高效率和可靠性,并能最大化生产;2.通过远程维护、预测性维护,降低维护成本,提高资源的利用率和客户的满意度。
3.通过机床云制造平台,实现个性化制造服务,打造新的业务模式。
5.3社会价值验证示范平台的特点是通过引入物联网技术,改变了传统制造业的生产加工流程及传统制造模式,为企业客户提供了更加安全和灵活的生产方式,提高了设备利用率,增加了生产效率,提高了设备厂家的售后服务,降低了故障导致的宕机时间。
3验证示范平台技术可行性验证示范平台解决方案架构如图 1 所示图1. 解决方案系统架构图设备接入通过在NC 上部署SDK,也可以通过iBOX 进行相关设备接入,以方便接入MES 等企业本地系统设备通过安全链路VPN 接入,可以保证相关的数据和接入安全。
服务层主要提供个性化制造所必须的相关服务,通过把个性化的关键环节进行拆分,对重点的一些服务进行梳理和划分,可以满足服务的需要和相关架构要求,每个部分都具备可行性。
从应用层来看,主要是实现个性化制造的管理、配置、及与设计师的沟通,可以以App 的形式进行发布;从管理和配置方面,可以通过Web 的形式进行研发,都具备可行性。
基于云计算的智能制造服务平台在当今数字化、智能化的时代浪潮中,制造业正经历着前所未有的变革。
云计算技术的兴起,为智能制造带来了新的机遇和挑战。
基于云计算的智能制造服务平台应运而生,成为推动制造业转型升级的重要力量。
一、云计算在智能制造中的作用云计算为智能制造提供了强大的计算和存储能力。
在传统制造模式中,企业往往需要自行购置和维护大量的服务器、存储设备等硬件设施,这不仅需要投入大量的资金,还面临着设备更新换代、技术升级等问题。
而云计算则可以通过网络为企业提供按需使用的计算和存储资源,企业无需再担心硬件设施的采购和维护,大大降低了成本和风险。
云计算还实现了数据的集中管理和共享。
在智能制造中,产生了海量的数据,包括生产过程数据、设备运行数据、质量检测数据等。
这些数据分散在不同的系统和设备中,如果不能有效地整合和利用,就无法发挥其价值。
云计算平台可以将这些数据集中起来,进行统一的管理和分析,为企业的决策提供有力支持。
此外,云计算具有高度的灵活性和可扩展性。
随着企业业务的发展和变化,对计算和存储资源的需求也会不断调整。
云计算平台可以根据企业的实际需求,快速地调整资源配置,满足企业的发展需要。
二、智能制造服务平台的功能基于云计算的智能制造服务平台具备多种功能,为制造业企业提供全方位的支持。
首先是生产过程管理功能。
平台可以实时监控生产线上的设备运行状态、生产进度、产品质量等信息,实现生产过程的可视化管理。
通过对生产数据的分析,企业可以及时发现生产中的问题,采取措施进行优化,提高生产效率和产品质量。
其次是供应链管理功能。
平台可以整合供应商、生产商、经销商等各方的信息,实现供应链的协同运作。
企业可以通过平台及时了解原材料的供应情况、产品的销售情况,优化库存管理,降低供应链成本。
再者是设备维护管理功能。
智能制造中的设备往往具有高度的自动化和智能化,对设备的维护要求也很高。
平台可以通过对设备运行数据的分析,预测设备可能出现的故障,提前安排维护计划,减少设备停机时间,提高设备的利用率。
面向机械加工的云制造服务平台关键技术研究蔡明明摘要:云制造是近几年我国为了在发展经济的同时降低对资源造成的浪费以及对环境的破坏等而提出的解决办法,即借用云计算的思想,实现对机械加工产品的开发、生产和销售。
由于我国机械制造业在经济发展过程中发挥着中流砥柱的作用,所以机械制造的相关产业都要不断改革创新,云制造就是针对大型集团企业研发设计的,针对大型企业的各项工作,利用网络技术等先进的信息技术、计算资源、软件资源和数据资源,为集团内部提供更加全面科学的数据服务。
通过服务组合和控制,构建了先进的数控加工知识库的基本构架,在机械加工领域发挥着独一无二的作用。
本文以机械制造业为具体研究范围,采用云制造思想,提出面向机械制造的云制造服务平台,为我国制造业转型升级提供理论支持。
关键字:机械制造;云制造服务平台;关键技术;体系前言在信息时代全球兴起的背景下,各个领域都在逐步实现管理的智能化、自动化和服务化,制造业也不例外。
机械制造产业工序复杂,不容许加工过程中出现任何差错,且制造加工企业生产量庞大,紧靠人力是远远不够的。
想要在现代机械制造技术中实现高效自动化和柔性加工的有效结合需要结合其工艺特点和施工技术进行剖析,所以我们需要云制造对企业的设备资源、人力资源以及软件资源等各种复杂的资源项目进行计算和开发,从而更好地实现机械加工的精准度。
1.云制造服务平台的特征和要求云制造服务平台是对服务化的制造资源进行接入、发布、组织和聚合、管理和调度服务化的制造资源的平台级软件。
云制造服务平台的特征主要包括三个方面:一是云制造服务平台中需要进行虚拟化和服务化的对象很复杂,不仅包括相应的软件资源,如CAD等,还包括产品制造整个生命周期中发挥作用的各类加工设备和原材料等;二是产品制造时各环节要紧密地联系在一起,能够协同运作,要具有面向产品制造需求的服务整合能力;三是云制造服务平台具有规范性和灵活性。
2.构建面向机械制造的云制造服务平台的重要意义云制造服务平台作为一个全新的概念,是根据我国机械制造企业的特点:产品范围广和产品档次低等,建立的面向企业的公共服务平台,整合机械制造业技术的创新资源,保证科研与生产紧密相连,掌握产品的核心技术,实现创新成果的快速产业化,全面提升机械产品的质量,从而促进机械制造产业结构优化升级,提高我国制造业的整体竞争力。
中小企业云制造服务平台共性关键技术体系解析
本文为了给中国广大中小企业充分利用和共享社会制造资源、提升企业综合竞争能力提供重要支撑手段,分析了中小企业云制造服务平台的特点, 建立了中小企业云制造服务平台共性关键技术体系框架, 阐述了中小企业云制造服务平台的主要核心理论和技术、平台标准和规范、平台体系架构、平台共性引擎和共性管理工具、平台服务和运行模式、平台应用体系架构等共性技术方面的研究思路和研究内容, 为进一步深入和系统开展中小企业云制造服务平台的研究、开发、实施和应用奠定了基础。
中小企业量大面广,是中国制造业的重要组成部分,在确保国民经济稳定增长、缓解就业压力、优化经济结构等方面,均发挥着越来越重要的作用。
然而随着市场竞争的日趋激烈,中国广大中小企业普遍面临产品研发能力不足、经营管理水平落后、产业链协作能力低下等严峻挑战,因此迫切需要利用先进制造模式及相关技术,快速整合社会制造资源,提升企业的综合竞争能力。
中国制造业信息化工程经过20多年的发展,在推进网络化制造、制造业信息化应用服务提供商(Application Service Provider, ASP)平台等先进制造模式、促进中小企业发展方面,做了大量探索和实践。
但由于在服务和运营模式、制造资源共享与分配机制、标准规范、安全控制、平台个性化支持和服务能力、运行机制等方面存在不足和缺陷,制约了网络化制造、 ASP
平台等先进制造模式的深入应用及推广,广大中小企业的信息化应用水平依然不高,已成为中国制造业信息化建设的一个瓶颈。
近年来,随着云计算、物联网等技术的发展和日趋成熟,一种面向服务的网络化制造新模式——云制造应运而生,它是一种利用网络和云制造服务平台,按用户需求组织网上制造资源(制造云),为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。
基于云制造服务模式的中小企业云制造服务平台将成为中国中小企业充分利用和共享制造资源,提升产品设计、经营管理和生产制造能力,增强企业综合竞争力的重要支撑手段,也是当前中国先进制造领域需要探索的一个重要发展方向。
1、中小企业云制造服务平台的内涵
中小企业云制造服务平台是在网络化制造和ASP服务平台等研究的基础上,结合云制造服务模式和中小企业特点,综合应用云计算、云安全、物联网等技术建立的新型网络化制造服务平台,它能有效促进中小企业基于网络的制造资源共享和协同。
中小企业云制造服务平台与已有的ASP服务平台和网络化制造平台相比,拥有参与资源的广域性、参与资源的多维性、制造服务的深入性、服务交易的可靠性、资源使用的便捷性、平台运维的市场性等特点,能更好地为中小企业产品全生命周期提供全面的、便捷的、深入的、可靠的、按需定制和优质廉价的各类制造服务。
(1)参与资源的广域性
中小企业云制造服务平台按照统一标准和规范,将分散在各地
的制造资源进行虚拟化描述、封装、发布和集中存储,可消除地域空间限制,实现需求、信息和资源的有序积聚,同时”多对多”的运行服务模式使中小企业云制造服务平台较网络化制造平台具有更加广阔的推广和应用范围。
(2)参与资源的多维性
中小企业云制造服务平台可支持中小企业制造过程中的各种数据、模型、软件和领域知识等软制造资源标准化接入共享;可实现数控机床、加工中心和计算设备等硬制造资源的网络化集成运行、加工运行过程实时监测和远程维修维护等服务;可促进企业产品全生命周期所需设计、生产、实验和管理等能力资源的共享。
(3)制造服务的深入性
中小企业云制造服务平台能支持资源共享、资源使用全过程及其与制造过程相融合的优化利用,如智能生产线的构建、机床再制造、生产过程工艺参数的优化决策、数控程序协同优化编制等服务业务,从而实现云制造服务与中小企业核心技术的深度融合。
(4)服务交易的可靠性
中小企业云制造服务平台将针对服务交易类型分别建立标准的、可靠的信用评估机制,确保用户需求和资源的信息安全性以及交易可靠性。
(5)资源使用的便捷性
中小企业云制造服务平台可经过服务引擎与管理工具集,实现制造资源与服务需求的动态快速发布、服务供需能力的动态优化
匹配、服务交易的在线协同、交易过程的安全防护,支持社会制造资源从产生到耗散全生命周期业务过程的快速高效运行,为用户提供按需供给、按量计价、便捷高效的制造资源与服务。
(6)平台运维的市场性
中小企业云制造服务平台可经过建立合理的利益分配与协调机制,实现平台中资源服务的提供方、使用方、平台运营方、服务集成方等多方业务主体的自激励,支持云制造服务平台运维构成要素的动态更新及可持续发展。
2、中小企业云制造服务平台共性关键技术体系
中小企业云制造服务平台的开发、实施和应用是一项复杂而系统的工程,涉及到许多亟需攻克的共性关键技术。
结合中小企业云制造服务平台的内涵,本文建立了一种中小企业云制造服务平台共性关键技术体系框架,如图1所示。
由图1可知,中小企业云制造服务平台共性关键技术主要包括平台核心理论和技术、标准与规范、平台体系结构、共性引擎和工具、服务和运行模式、平台应用研究等。
2.1中小企业云制造服务平台核心理论和技术
中小企业云制造服务平台是一个崭新的概念,要系统和深入地开展中小企业云制造服务平台的研究、开发、实施和应用,首先需要围绕中小企业云制造服务全生命周期突破有关的核心理论和技术,包括云制造服务分类与组织方法、云制造服务供需能力模型、云制造服务描述方法、云制造服务语义标注方法、云制造服务组织发布和虚拟展示技术、制造能力供需智能匹配与交易技术、服务业务信用评估与分析技术、行业知识聚集与管理技术、
服务管理中的非结构化数据管理技术等。
平台核心理论和技术的研究逻辑如图2所示。
(1)云制造服务分类与组织方法
云制造服务的概念和分类,是解决云制造服务资源主体问题的源头。
结合中小企业资源共享和业务协同的需求,可将云制造服务分为资源(R服务)和服务(S服务)两类。
R服务是指单个产品或者设备的简单买卖/租赁契约关系,与服务提供/消费者的企业内部不产生或者产生较少的业务交互; S服务是指企业间协作意义下的复杂协同契约关系,服务供需双方存在业务逻辑依存关系和信息交互需求。
其中, R服务可采用标准的工业分类组织方法;S服务可采用Web服务的领域分类方法。
(2)云制造服务供需能力模型
云制造服务供需能力模型主要包括云制造服务能力模型和云制造服务需求模型。
云制造服务供需能力模型的描述包括供需双方对R服务和S服务本身的供需描述和供需双方的企业整体能力描述。
由于R服务和S服务所涉及的概念、关系和语义有不同内涵,其能力模型的具体构成要素也有所不同。
(3)云制造服务的描述方法
云制造服务的描述方法包括本体描述方法和工作流描述方法。
本体描述方法包括资源描述框架(Resource Description Framework, RDF)和Web本体语言(Web Ontology Language, OWL)。
对R服务,可采用基于知识框架的表示方法,具体体现为RDF;对S 服务,可采用基于Web服务的OWL表示方法;对服务流程的工作流描述,可采用可扩展标记语言(eXtensible Markup Language, XML)格式的Petri网标记语言。
经过以上的服务描述,可规范和指导云制造服务的建模、组织和管理。
(4)云制造服务语义标注方法
针对中小企业云制造服务,特别是S服务,按照服务的开发、描述、发布、发现、组合与执行等生命周期对语义描述的需求,可将云制造服务语义分为功能语义、数据语义、服务质量语义和执行语义等四种类型。
1)功能语义(functional semantics),是指服务的实际功能描述,功能语义经过功能本体(function alontology )来表示,标注在Web服务描述语言(Web Services Description Language, WSDL)。