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云制造:智慧城市制造业的新模式

2013-08-14 10:07:58作者:中国工程院院士李伯虎来源:

摘要云制造模式和技术的研究与应用将会促进我国制造业向“产品”加“服务”为主导的经济增长方式转变,加速推进我国“制造业信息化”向“敏捷化、绿色化、智能化、服务化”方向发展。...

  云制造模式和技术的研究与应用将会促进我国制造业向“产品”加“服务”为主导的经济增长方式转变,加速推进我国“制造业信息化”向“敏捷化、绿色化、智能化、服务化”方向发展,进而加快我国制造业实现“敏捷制造、绿色制造、服务型制造、智能制造”,使我国由制造大国向制造强国迈进。

  智慧城市是指借助泛在网等先进的新兴信息技术,与城市的经营、管理、运行技术深度融合,对城市基础支撑、资源环境、社会民生、产业经济、市政管理等进行智慧化的感知、互联、协同和智能处理,从而构建现代化创新型城市生态系统。其中的智慧产业经济又包含了智慧制造、智慧市政管理、智慧社会民生、智慧经济管理等,智慧制造是重中之重。

  制造业信息化

  智慧制造指的是在科学发展观指导下,以创新为驱动、以人为本,借助先进的新兴信息技术、系统工程技术与制造技术深度融合为手段,使制造企业(或集团)人/ 组织、经营管理、技术(三要素)及信息流、物流、资金流、知识流、服务流(五流)集成优化,进而改善产品及其开发时间、质量、成本、服务、环境清洁和知识含量,以实现企业(或集团)市场竞争能力提高的一种智慧化制造新模式与新技术手段。

  智慧制造是智慧城市,特别是新型工业化城市的重要组成部分。这里所指的制造是大制造,一是包括产品活动和过程的覆盖面大;二是制造活动空间范围大,包括企业内部,甚至到全球;三是包括了离散制造业、流程制造业、混合制造业。

  当前我国制造业面临的挑战是从传统的“相对稳定”的市场到“动态多变”的全球市场的转变。我国许多制造企业处在“微笑曲线”最下端(附加价值低),这是由于产品创新不足,以及售后服务跟不上。因此,围绕着提高企业竞争能力,一场以“制造业信息化”为特征的制造业变革正在我国积极、持续地展开。

  制造业信息化的指导思想就是“工业化和信息化两化深度融合”,它的实现途径是:将信息(采集、传递、加工、处理、应用)技术、建模仿真技术、现代制造(设计/生产/管理/试验及其集成)技术、系统工程技术及产品有关专业技术等融合运用于产品研制的全系统、全生命周期过程,实现可持续发展的新模式与新技术手段。

  云制造结构体系

  云制造是一种基于网络(如:互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等)、面向服务的智慧化制造新模式。它融合与发展了现有信息化制造(信息化设计、 生产、实验、仿真、管理、集成)技术及云计算、物联网、智能科学、高效能(性能)计算、大数据等新兴信息技术,将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化,构成制造资源和制造能力的服务云池,并进行协调的优化管理和经营,使用户通过终端和网络就能随时按需获取制造资源与能力服务,进而智慧地完成其制造全生命周期的各类活动。

  它由制造资源/制造能力、制造云池、制造全生命周期应用三大部分组成,通过接进与接出,为制造服务提供者、制造云运营者、制造服务使用者提供服务。

  云制造结构体系有三层,下面是制造资源和制造能力层,中间是云制造服务平台层,包括感知/接入层、虚拟资源/能力层、核心功能层、用户界面层,最上面是服务应用层,有四类应用。因此云制造系统本身是基于各类网络和组合人机融合的新型制造网。

  云制造技术体系

  云制造的技术体系有十大类关键技术,首先总体技术包括云制造系统服务模式、体系结构、标准规范、系统集成;第二类是资源、能力感知技术,各种各样的传感器、数据采集处理、感知网的构件等;第三类是资源、能力虚拟化、服务化技术,包括统一描述,服务化封装发布以及综合管理;第四类是虚拟化制造服务环境的构建和管理,包括调度优化、支撑运行、管理器、云企业的构建方法以及管理模式等;第五类是虚拟化制造服务环境运行技术,包括动态优化配置、融合、监控、组合、机制和算法。运行以后,要用到虚拟化服务环境评估技术,包含云服务综合效应评估、可靠安全评估、质量综合评估、环境综合评估。还有可信虚拟化制造服务技术,以及普适人机交互技术。再有就是服务平台运用,就是多用户协同,体系架构运行、知识管理、集成,以及重要的信息化制造技术包括系统总体技术。
(本文不涉密)
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