智慧云制造:工业云的智造模式和手段

来源:《中国工业评论》    作者:李伯虎  柴旭东  张霖  林廷宇    关键字:云制造  智慧云制造  工业云

11当前,全球制造业的发展正在经历深刻的调整和变革。一方面,发达国家高端制造回流本土和发展中国家制造业低成本优势,引发国际制造业发展态 势和竞争格局面临重大调整;另一方面,新一代信息通信技术快速发展并与制造业的深度融合,引发制造业制造模式、制造流程、制造手段、生态系统等的重大变 革。与此同时,中国正面临从价值链的低端向中高端、从制造大国向制造强国、从中国制造向中国创造转变的关键历史时期。中国工程院制造强国战略研究提出需要 推进5个转型——由技术跟随战略向自主开发战略转型再向技术超越战略转型;由传统制造向数字化网络化智能化制造转型;由粗放型制造向质量效益型制造转型; 由资源消耗型、环境污染型制造向绿色制造转型;由生产型制造向生产+服务型制造转型。2013年,工信部已在16个省启动“工业云创新行动计划”;2015年,国务院正式发布了“中国制造2025”战略规划和“互联网+”行动计划,明确提出了中国由制造大国向制造强国迈进的战略目标、指导思想、主攻方向、实施方针、重点任务和行动纲领。

笔者团队自上世纪80年代即介入制造业信息化研 究与应用工作,综观国内外制造领域有关技术和应用的现状与发展,并基于我国制造业信息化技术与应用的成果,于2009年提出了“云制造”的理念、模式、技 术手段和业态,并开始了云制造1.0的研究与实践。经过近几年的实践,随着有关技术的发展,特别是大数据、云计算、仿真、移动互联网、高性能计算、网络安全、智能终端等新兴信息技术的智慧化和3D打印、智能化机器人、智能制造装 备等新兴制造技术的智慧化快速发展,它们为加强云制造的智慧化提供了技术支撑。因此,本团队于2012年进一步提出并开始了“智慧云制造”(云制造 2.0)的研究与探索,它在制造模式、技术手段、支撑技术、应用等方面进一步发展了云制造1.0。它是云计算在制造领域的落地和拓展;是实施“中国制造 2025”和制造领域的“互联网+”行动计划的一种智造模式和手段。

定义

智慧云制造是一种基于泛在网络,用户为中心,人机融合,互联化、服务化、个性化(定制化)、柔性化的智慧制造新模式和新手段。

具体地讲,它基于泛在网络,以用户为中心,借助新兴制造技术、新兴信息技术、智能科学技术及制造应用领域技术等4类技术深度融合的数字化、网络化、智能化 技术手段,将智慧制造资源与能力构成智慧服务云(网),使用户通过智慧终端及智慧云制造服务平台,便能随时随地按需获取智慧制造资源与能力,对制造全系 统、全生命周期活动(产业链)中的人、机、物、环境、信息进行自主智慧地感知、互联、协同、学习、分析、预测、决策、控制与执行,使制造全系统及全生命周 期活动中的人/组织、经营管理、技术/设备(三要素)及信息流、物流、资金流、知识流、服务流(五流)集成优化。进而高效、优质、低耗、柔性地制造产品和 服务用户,提高企业(或集团)的市场竞争能力。

“智慧云制造”的“智慧”体现在,其中的制造资源、制造能力、制造云平台及制造云的构成、运行、评估等等方面都具有制造的智慧特征。即“智慧云制造”在制 造模式、手段和支撑技术(智慧化的信息技术和智慧化的制造技术)方面都体现了智慧特征。这里的“智慧”强调了:创新驱动;以人(用户)为中心的人机物深度 融合;数字化、网络化(互联化)、智能化的深度融合;工业化与信息化的深度融合;智慧地运营制造全系统和制造全生命周期活动中的人、机、物、环境与信息等 方面的内容。

特征

智慧云制造系统是基于上述智慧云制造内涵所组成的制造系统,它是云计算提供的IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)在制造领域的落地和拓展。它丰富、拓展了云计算的资源共享内容,服务模式和支撑技术。

笔者团队还认为:智慧云制造系统是实施“工业云”的一种智造模式和手段。一方面,它提供了一种新的制造业经济发展模式,是以用户为中心,产品+服务为主导 的,制造全生命周期、全系统随时随地按需构建与运行的互联化、服务化、个性化、柔性化的智慧制造模式;另一方面,它提供了一种新的制造业技术手段,如前所 述,制造资源和能力智慧化技术手段包括“数字化、物联化、虚拟化、服务化、协同化、定制化、柔性化、智能化”等八个特征的技术手段。

新的模式、新的手段形成了一种新的业态——“泛在互联、数据驱动、共享服务、跨界融合、自主智慧、万众创新”为特征的“互联网+”时代中的新产业生态。

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