先進(jìn)制造技術(shù)小論文

云制造:引言: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(gè)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)。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)。云制造是一種面向服務(wù)、高效低耗和基于知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)化智能制造新模式。它融合現(xiàn)有信息化制造、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、語義Web、高性能計(jì)算等技術(shù)，通過對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)化制造與服務(wù)技術(shù)［13-14］進(jìn)行延伸和變革，將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，并進(jìn)行統(tǒng)一、集中的智能化管理和經(jīng)營，實(shí)現(xiàn)智能化、多方共贏、普適化和高效的共享和協(xié)同，通過網(wǎng)絡(luò)為制造全生命周期過程提供可隨時(shí)獲取的、按需使用、安全可靠、優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的服務(wù)。制造全生命周期過程包括制造前階段仗□論證、設(shè)計(jì)、加工、銷售等）、制造中階段（如使用、管理、維護(hù)等）和制造后階段（如拆解、報(bào)廢、回收等）。二：發(fā)展歷程三：關(guān)鍵技術(shù)：云制造的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下5個(gè)方面：模式、體系架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范制造資源和制造能力的云端化技術(shù)制造云服務(wù)的綜合管理技術(shù)云制造安全與可信制造技術(shù)云制造業(yè)務(wù)管理模式與技術(shù)云制造體系架構(gòu)包括物理資源層、云制造虛擬資源層、云制造核心服務(wù)層、應(yīng)用接口層、云制造應(yīng)用層等5個(gè)層次。云制造體系包括制造資源/制造能力、制造云、制造全生命周期應(yīng)用三大組成部分。此外，它的運(yùn)行還包括一個(gè)核心支持（知識(shí)）、兩個(gè)過程（接入、接出）和三種用戶（制造資源提供者、制造云運(yùn)營者、制造資源使用者）。云制造的運(yùn)行原理如圖1所示。首先，需要將各種制造資源與制造能力封裝為云服務(wù)，這一過程可稱為制造資源的“接入”。根據(jù)不同的制造需求，云服務(wù)能夠聚集形成制造云。制造云是云服務(wù)的主要載體，面向制造全生命周期應(yīng)用提供各種服務(wù)，這一過程稱為“接出”。在整個(gè)云制造體系的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，知識(shí)起到了核心支撐的作用。知識(shí)能夠在制造資源和制造能力的接入過程中，為智能化嵌入和虛擬化封裝提供支持；在制造云管理過程中，為云服務(wù)的智能查找等功能提供支持；在制造全生命周期應(yīng)用中，為云服務(wù)的智能協(xié)作提供支持。由此可見，云制造體系能夠?qū)崿F(xiàn)基于知識(shí)的制造全生命周期集成，提供了一種面向服務(wù)的、高效低耗和基于知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)化智能制造新模式。云制造應(yīng)用模式如圖2所示。首先，相關(guān)行業(yè)的用戶通過云制造平臺(tái)提出具體的使用請求。云制造平臺(tái)是負(fù)責(zé)制造云管理、運(yùn)行、維護(hù)以及云服務(wù)的接入接出等任務(wù)的軟件平臺(tái)。它會(huì)對用戶請求進(jìn)行分析、分解，并在制造云里自動(dòng)尋找最為匹配的云服務(wù)，通過調(diào)度、優(yōu)化、組合等一系列操作，向用戶返回解決方案。用戶無需直接和各個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)打交道，也無需了解各服務(wù)節(jié)點(diǎn)的具體位置和情況。通過云制造平臺(tái)，用戶能夠像使用水、電、煤、氣一樣使用制造資源和制造能力?；趯υ浦圃斓恼J(rèn)識(shí)，初步提出了一個(gè)云制造的體系結(jié)構(gòu)（如下圖所示）。但這里面還有許多層面的問題尚待研究。例如，在云制造的運(yùn)行機(jī)制方面，還需要探索制造資源共享的商業(yè)模式，推動(dòng)機(jī)制等基本問題；在基礎(chǔ)理論方面，云制造的基本概念、內(nèi)涵、體系，技術(shù)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論仍需探討；在實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)方面，為了實(shí)現(xiàn)云制造的理念和完善的商業(yè)模式，還需要探索其中的平臺(tái)構(gòu)建，運(yùn)行管理等實(shí)現(xiàn)技術(shù)：而應(yīng)用實(shí)踐方面，未來首先要開展若干云制造的試驗(yàn)試點(diǎn)。云制造體系結(jié)構(gòu)因此，在云制造的推進(jìn)上，要針對我國制造業(yè)發(fā)展面臨的重大問題，以切實(shí)增加制造業(yè)及企業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益為目標(biāo)，充分發(fā)揮信息化對我國制造業(yè)發(fā)展的支撐作用，探索以“制造即服務(wù)”為核心理念的云制造模式，整合制造資源，提供制造服務(wù)，提升制造業(yè)自主創(chuàng)新能力，調(diào)整優(yōu)化制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)制造業(yè)可持續(xù)良性發(fā)展，邁向全球產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈高端。基于對云制造的認(rèn)識(shí)，初步提出了一個(gè)云制造的體系結(jié)構(gòu)（如下圖所示）。但這里面還有許多層面的問題尚待研究。例如，在云制造的運(yùn)行機(jī)制方面，還需要探索制造資源共享的商業(yè)模式，推動(dòng)機(jī)制等基本問題；在基礎(chǔ)理論方面，云制造的基本概念、內(nèi)涵、體系，技術(shù)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論仍需探討；在實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)方面，為了實(shí)現(xiàn)云制造的理念和完善的商業(yè)模式，還需要探索其中的平臺(tái)構(gòu)建，運(yùn)行管理等實(shí)現(xiàn)技術(shù)：而應(yīng)用實(shí)踐方面，未來首先要開展若干云制造的試驗(yàn)試點(diǎn)。云制造體系結(jié)構(gòu)因此，在云制造的推進(jìn)上，要針對我國制造業(yè)發(fā)展面臨的重大問題，以切實(shí)增加制造業(yè)及企業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益為目標(biāo)，充分發(fā)揮信息化對我國制造業(yè)發(fā)展的支撐作用，探索以“制造即服務(wù)”為核心理念的云制造模式，整合制造資源，提供制造服務(wù)，提升制造業(yè)自主創(chuàng)新能力，調(diào)整優(yōu)化制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)制造業(yè)可持續(xù)良性發(fā)展，邁向全球產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈高端。四：發(fā)展研究現(xiàn)狀為了論證云制造理念的可行性，作者所在團(tuán)隊(duì)初步研發(fā)了一個(gè)云制造的典型應(yīng)用一一基于云仿真原型平臺(tái)COSIM-CSP[15]的云仿真應(yīng)用此應(yīng)用已初步用于某飛行器多學(xué)科虛擬樣機(jī)的協(xié)同設(shè)計(jì)中?；贑OSIM-CSP的云仿真應(yīng)用中包含可視化普適門戶界面技術(shù)、復(fù)雜產(chǎn)品項(xiàng)目管理技術(shù)、仿真資源虛擬化技術(shù)、容錯(cuò)遷移技術(shù)與安全可信機(jī)制、基于語義知識(shí)的資源服務(wù)質(zhì)量評估、智能發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)組合與動(dòng)態(tài)調(diào)度等技術(shù)，為云制造的進(jìn)一步研究工作奠定了礎(chǔ)。五：發(fā)展展望：云制造為制造業(yè)信息化提供了一種嶄新的理念與模式，云制造作為一種初生的概念，其未來具有巨大的發(fā)展空間。對于云制造的研究與實(shí)踐工作的開展，需要依靠政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)界等多方聯(lián)合與共同努力，云制造的應(yīng)用將是一個(gè)長期的階段性漸進(jìn)過程，而不是一蹴而就的項(xiàng)目工程。對于業(yè)界的廣大制造企業(yè)而言，當(dāng)前邁入云制造仍具有一定門檻。這首先要求制造企業(yè)具有良好的信息化基礎(chǔ)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的信息集成與過程集成。云制造的未來發(fā)展仍面臨著眾多關(guān)鍵技術(shù)的挑戰(zhàn)，除了對于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、語義Web、高性能計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)的綜合集成，基于知識(shí)的制造資源云端化、制造云管理引擎、云制造應(yīng)用協(xié)同、云制造可視化與用戶界面等技術(shù)均是未來需要攻克的重要技術(shù)。有關(guān)云制造的探索，有以下這幾個(gè)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(dòng)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(tái)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)。云制造為制造業(yè)信息化提供了一種嶄新的理念與模式。作為一個(gè)新生概念，云制造具有巨大的發(fā)展空間。云制造的研究與實(shí)踐工作需要依靠政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界等多方聯(lián)合與共同努力。云制造的應(yīng)用將是一個(gè)長期的階段性漸進(jìn)過程，而不是一蹴而就的項(xiàng)目工程。云制造要求制造企業(yè)具有良好的信息化基礎(chǔ)，并且實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的信息集成與過程集成。因此，對于當(dāng)前業(yè)界的廣大制造企業(yè)而言，實(shí)現(xiàn)云制造仍具有一定門檻。云制造的未來發(fā)展仍面臨著眾多關(guān)鍵技術(shù)的挑戰(zhàn)。除了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、語義Web、高性能計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)的綜合集成，基于知識(shí)的制造源云端化、制造云管理引擎、云制造應(yīng)用協(xié)同、云制造可視化與用戶界面等技術(shù)均是未來需要攻克的重要技術(shù)。制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)和國防安全的重要支柱，是一個(gè)國家工業(yè)化的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。中國政府已將“制造業(yè)信息化，，作為其實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化道路的戰(zhàn)略舉措。制造業(yè)信息化是指以信息（采集、傳遞、加工、處理、應(yīng)用）技術(shù)為核心，將信息技術(shù)、建模與仿真技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、設(shè)計(jì)/生產(chǎn)/實(shí)驗(yàn)技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)及產(chǎn)品相關(guān)的專業(yè)技術(shù)綜合運(yùn)用于企業(yè)（或集團(tuán)）產(chǎn)品研制的全系統(tǒng)、全生命周期活動(dòng)中，集成優(yōu)化其中的三要素（人/組織、經(jīng)營管理、技術(shù)）及四流（信息流、物流、價(jià)值流、知識(shí)流），進(jìn)而改善企業(yè)（或集團(tuán)）產(chǎn)品及其開發(fā)時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)境清潔和知識(shí)含量，以增強(qiáng)企業(yè)（或集團(tuán)）的市場競爭能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)（或集團(tuán)）的跨越式發(fā)展［1-2］。值得指出的是：這里提的“制造”是“大制造”，是從產(chǎn)品的市場分析開始，到設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)，從試驗(yàn)、訓(xùn)練、使用、維護(hù)到報(bào)廢等全生命周期的活動(dòng)。制造業(yè)信息化的發(fā)展總趨勢是集成化、數(shù)字化、智能化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化和服務(wù)化。當(dāng)前，“服務(wù)、資源環(huán)境、知識(shí)創(chuàng)新”［3］正成為制造業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵因素。中國在2009年已成為僅次于美國的全球第二大工業(yè)制造國，但是仍未能成為制造強(qiáng)國。“中國制造”的總體水平仍處于國際產(chǎn)業(yè)分工價(jià)值鏈的低端，創(chuàng)新能力比較弱，并且受到資源環(huán)境的嚴(yán)重制約?；诂F(xiàn)狀，中國制造業(yè)必須盡快突破，實(shí)現(xiàn)向“服務(wù)型制造”［4］、“綠色制造”和“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變?；诟咚侔l(fā)展的信息技術(shù)，本文提出“一種基于知識(shí)、面向服務(wù)的高效［5］低耗網(wǎng)絡(luò)化智能制造新模式一云制造”。云制造技術(shù)的研究與應(yīng)用將會(huì)加速推進(jìn)中國制造業(yè)信息化向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和服務(wù)化方向發(fā)展，從而將中國制造業(yè)信息化提升到新的高度和水平。六：結(jié)束語當(dāng)前，國際制造業(yè)正向著服務(wù)化、高效低耗、知識(shí)創(chuàng)新的方向發(fā)展，中國制造業(yè)面臨著巨大的