云制造平台方案和建设路线图
制造业工业互联网平台建设与升级方案
制造业工业互联网平台建设与升级方案第一章引言 (2)1.1 制造业工业互联网概述 (2)1.2 工业互联网平台建设背景 (3)1.3 工业互联网平台建设意义 (3)第二章平台规划与设计 (3)2.1 平台架构设计 (3)2.2 平台功能规划 (4)2.3 平台技术选型 (5)第三章数据采集与集成 (5)3.1 数据采集技术 (5)3.2 数据清洗与转换 (6)3.3 数据集成与存储 (6)第四章平台安全与运维 (7)4.1 安全策略制定 (7)4.2 安全防护技术 (7)4.3 平台运维管理 (7)第五章平台开发与实施 (8)5.1 开发流程与方法 (8)5.2 开发工具与环境 (8)5.3 实施策略与步骤 (9)第六章应用场景与解决方案 (9)6.1 生产过程优化 (9)6.1.1 场景概述 (9)6.1.2 解决方案 (10)6.2 设备故障诊断 (10)6.2.1 场景概述 (10)6.2.2 解决方案 (10)6.3 质量管理提升 (10)6.3.1 场景概述 (10)6.3.2 解决方案 (10)第七章平台功能优化 (11)7.1 功能评估与监测 (11)7.1.1 功能评估指标 (11)7.1.2 功能监测方法 (11)7.2 功能优化策略 (11)7.2.1 硬件优化 (11)7.2.2 软件优化 (12)7.2.3 网络优化 (12)7.3 功能优化实践 (12)7.3.1 功能评估与监测实践 (12)7.3.2 功能优化策略实践 (12)7.3.3 功能优化效果评估 (12)第八章平台升级与迭代 (12)8.1 升级策略制定 (12)8.1.1 策略背景分析 (12)8.1.2 升级策略原则 (13)8.1.3 升级策略内容 (13)8.2 升级流程与方法 (13)8.2.1 升级流程 (13)8.2.2 升级方法 (13)8.3 迭代开发与优化 (14)8.3.1 迭代开发流程 (14)8.3.2 迭代开发策略 (14)第九章产业协同与生态建设 (14)9.1 产业链协同 (14)9.1.1 产业链协同概述 (14)9.1.2 产业链协同策略 (14)9.1.3 产业链协同实施步骤 (14)9.2 生态体系建设 (15)9.2.1 生态体系建设概述 (15)9.2.2 生态体系建设内容 (15)9.2.3 生态体系建设实施策略 (15)9.3 合作伙伴关系管理 (15)9.3.1 合作伙伴关系管理概述 (15)9.3.2 合作伙伴关系管理策略 (15)9.3.3 合作伙伴关系管理实施步骤 (16)第十章项目管理与风险控制 (16)10.1 项目管理方法 (16)10.1.1 项目启动阶段 (16)10.1.2 项目规划阶段 (16)10.1.3 项目执行与监控阶段 (17)10.2 风险识别与评估 (17)10.2.1 风险识别 (17)10.2.2 风险评估 (17)10.3 风险应对策略 (17)10.3.1 风险预防 (17)10.3.2 风险应对 (17)第一章引言1.1 制造业工业互联网概述制造业工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合的产物,它以大数据、云计算、物联网、人工智能等关键技术为基础,构建起人、机、物、网、数相互融合的智能化网络体系。
制造业工业云平台建设与应用方案
制造业工业云平台建设与应用方案第1章工业云平台概述 (4)1.1 工业云平台发展背景 (4)1.2 工业云平台定义与特点 (4)1.3 工业云平台在制造业的应用价值 (4)第2章工业云平台技术架构 (5)2.1 总体架构设计 (5)2.1.1 基础设施层 (5)2.1.2 数据层 (5)2.1.3 平台层 (5)2.1.4 应用层 (5)2.2 数据采集与处理 (6)2.2.1 数据采集 (6)2.2.2 数据处理 (6)2.3 云计算与存储技术 (6)2.3.1 云计算技术 (6)2.3.2 存储技术 (6)2.4 网络通信与安全技术 (6)2.4.1 网络通信技术 (6)2.4.2 安全技术 (7)第3章工业云平台关键技术研究 (7)3.1 设备接入技术 (7)3.2 大数据与人工智能技术 (7)3.3 数字孪生技术 (8)3.4 边缘计算技术 (8)第四章工业云平台功能模块设计 (8)4.1 设备管理模块 (8)4.1.1 设备信息管理:对企业内部所有设备的基本信息进行登记、分类和管理,包括设备型号、生产厂商、购置时间等。
(8)4.1.2 设备状态监控:实时监测设备运行状态,包括设备开关机、运行参数、故障报警等,便于及时掌握设备状况。
(9)4.1.3 设备维护管理:制定设备维护计划,实现设备保养、维修、更换等工作的自动化管理。
(9)4.1.4 设备远程控制:支持远程控制设备启停、参数调整等功能,提高设备操作的便捷性和安全性。
(9)4.2 数据分析模块 (9)4.2.1 数据采集与存储:实时采集生产过程中的数据,包括设备数据、工艺数据、质量数据等,并存储至云平台数据库。
(9)4.2.2 数据预处理:对采集到的原始数据进行清洗、转换、归一化等预处理操作,提高数据质量。
(9)4.2.3 数据分析与挖掘:运用统计学、机器学习等方法对数据进行深入分析,挖掘潜在规律和异常情况。
(9)4.2.4 数据可视化:将分析结果以图表、报表等形式展示,便于用户直观了解生产状况。
云制造服务平台体系
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;。
云制造
云制造∙云制造(Cloud Manufacturing: CMfg)是一种基于互联网的、面向服务的制造新模式,是先进的信息技术、制造技术及新兴云计算、物联网等技术交叉融合的产物,是面向服务制造理念的具体体现。
云制造将实现制造资源和制造能力共享与协同,通过网络,为制造企业提供按需获取的高附加值、低成本和全球化制造的各类服务。
目录∙云制造提出的背景∙云制造的架构∙云制造的运行原理∙云制造的特征∙云制造的关键技术∙云制造的应用∙云制造的研究现状云制造提出的背景∙制造的服务化、基于知识的创新能力,以及对各类制造资源的聚合与协同能力、对环境的友好性已成为当前企业竞争力的关键要素和制造业信息化发展的趋势。
我国制造业正处于从生产型向服务型、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。
如何培育新型制造服务模式,满足制造企业最短的上市速度(Time)、最好的质量(Quality)、最低的成本(Cost)、最优的服务(Service)、最清洁的环境(Environment)和基于知识(Knowledge)的创新即TQCSEK 的需求,支撑绿色和低碳制造,实现中国创造,进而推动经济增长方式的转变,是未来5-10年我国制造业发展需要解决的重大问题。
从“八五”到“十一五”,我国科技部及相关部门支持了以计算机集成制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造、制造网格、敏捷制造等为代表的相关制造业信息化课题,已取得了一系列成果,并在制造业各个领域发挥了重要作用,对推进我国制造业信息化进程做出了巨大贡献。
然而,如何在制造过程中整合社会化存量资源,提高资源利用率,降低能源消耗,减少排放,从而实现服务型制造,已成为我国制造业迫切需要解决的瓶颈问题。
解决这些问题,需要探索新的制造业发展模式。
与此同时,以云计算、物联网、虚拟物理融合系统CPS(Cyber-Physical Systems)、虚拟化技术、面向服务技术(如知识服务、服务技术等)、高性能计算等代表的先进技术正迅猛发展,并在各个行业得到应用。
智能制造云服务平台的设计与实现
智能制造云服务平台的设计与实现摘要:目前,制造服务正成为制造业新的经济增长点。
云制造———面向服务的网络化制造新模式,是2010年初科技部提出的设想,它融合了现有信息化制造技术及云计算、物联网、知识服务等技术,为制造业由生产型成功转型为服务型提供了一种新的思路。
关键词:云制造;服务平台;构架;设计1.前言云制造作为一种基于知识、面向服务、高效低碳的网络化智能制造新模式,强调产品全生命周期中各类制造资源的整合与高度共享,已经引起学术界、科技界和国家的高度重视,并开展了大量的研究工作。
2.云制造服务平台概述云制造的概念起源于云计算,但两者存在显著的不同。
云计算是一种利用大规模低成本运算单元、通过IP网络相连而组成的运算系统,它提供各种运算服务,其核心价值是节流、竞争和开源。
云计算对制造行业的节流与开源有一定的帮助,但由于云计算服务模型的局限性,还是不能很好地解决当前制造行业的矛盾。
近年来,随着云计算、物联网等技术的发展和日趋成熟,一种网络化制造新模式———云制造应运而生。
云制造是一种面向服务、高效低能和基于知识的网络化智能制造新模式,其核心思想是“分散资源集中使用,集中资源分散服务”。
这种新模式实现了制造过程的社会资源整合,提高了资源利用率,降低了企业资源的消耗,为企业从生产型向服务型转换提供了一个新的发展方向。
西方发达国家针对云制造已开展了一些相关的工作,并取得了一系列成就。
2000年,美国建立的网络平台MFG.com成为目前世界上最大的制造业交易平台,为全球的制造业合作伙伴快捷高效的合作提供服务;美国越野赛车厂Local-Motors.com平台则采用服务众包的方式,将所有的汽车生产过程中的全部个性化设计与制造过程众包给中小企业;此外,欧盟第七框架于2010年8月启动了在一套软件即服务应用支持下为用户提供可配置制造能力服务的制造云项目。
我国制造业正处于从生产型向服务型、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时期,正在培育新型制造服务模式,以满足制造企业最短的上市速度、最好的质量、最低的成本、最优的服务、最清洁的环境和基于知识的创新需求,支撑绿色和低碳制造。
智慧制造智能制造服务云平台建设方案
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。
2022年11月计算机技术《系统集成项目管理工程师(中级)》真题及详解(综合知识)
2022年11月全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试《系统集成项目管理工程师(中级)》真题及详解(综合知识)单项选择题(共计75题,每题1分。
每题的四个选项中只有一个答案是正确的)1.()不属于“提升云计算自主创新能力”的工作内容。
A.加强云计算相关基础研究、应用研究、技术研发、市场培育和产业政策密衔接与统筹协调B.引导大型云计算中心优先在能源充足、气候适宜、自然灾害较少的地区部署,以实时应用为主的中小型数据中心在电力保障稳定的地区灵活部署C.加强核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品等科技专项成果与云计算产业需求对接,积极推动安全的云计算产品和解决方案在各领域的应用D.充分整合利用国内外创新资源,加强云计算相关技术研发实验室、工程中心和企业技术中心建设【答案】B【解析】提升云计算自主创新能力,加强云计算相关基础研究、应用研究、技术研发、市场培育和产业政策的紧密衔接与统筹协调。
发挥企业创新主体作用,以服务创新带动技术创新,增强原始创新能力,着力突破云计算平台大规模资源管理与调度、运行监控与安全保障、艾字节级数据存储与处理、大数据挖掘分析等关键技术,提高相关软硬件产品研发及产业化水平。
加强核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品等科技专项成果与云计算产业需求对接,积极推动安全可靠的云计算产品和解决方案在各领域的应用。
充分整合利用国内外创新资源,加强云计算相关技术研发实验室、工程中心和企业技术中心建设。
建立产业创新联盟,发挥骨干企业的引领作用,培育一批特色鲜明的创新型中小企业,健全产业生态系统。
完善云计算公共支撑体系,加强知识产权保护利用、标准制定和相关评估测评等工作,促进协同创新。
B 项属于统筹布局云计算基础设施。
2.物联网从架构上面可以分为()、网络层和应用层。
A.数据链路层B.感知层C.控制层D.物理层【答案】B【解析】物联网从架构上面可以分为感知层、网络层和应用层。
(1)感知层:负责信息采集和物物之间的信息传输,信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、RFID射频技术、音视频等多媒体信息,信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。
云制造_面向服务的网络化制造新模式
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。
E 2mail :bohuli @ 。
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。
智能制造的技术路线图
物联网技术
定义:物联网技术是一种基于互联网和传感器网络,实现全面感知、可靠传输、智能处 理的新型技术。
作用:实现设备之间的互联互通,提高生产效率和质量。
应用领域:智能制造、智慧城市、智能交通等。
技术架构:包括感知层、网络层和应用层三个层次。
云计算技术
定义:将计算资源和服务通过互联 网提供给客户
发展趋势:向数字化、网络化、智能化方向发展 前景预测:市场规模将持续扩大,应用领域不断拓展,技术不断创新突破。 技术应用:在机械制造、汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用 技术融合:与物联网、云计算、大数据等信息技术深度融合,提高生产效率和降低成本。
智能制造的产业生态发展方向和前景预测
产业生态:智能制造将促进工业互联网、大数据、人工智能等技术与制造技术 的融合,形成全新的产业生态。
法律法规:随着智能制造的快速发展,相关的法律法规尚不完善,存在 一定的法律风险 合作与竞争:智能制造需要更多的合作,但同时也会带来竞争压力和合 作风险
智能制造的未来展望
智能制造的发展趋势和前景预测
高度自动化和智能化 工业互联网和物联网的广泛应用 绿色制造和可持续发展 跨界融合和创新发展
智能制造的技术发展方向和前景预测
发展空间
智能制造的产业政策和法规环境
产业政策:国家发布了一系 列智能制造产业政策,推动 产业发展
法规环境:制定了一系列相 关法规,规范产业发展,保 障市场公平竞争
智能制造的产业风险和挑战
技术创新:智能制造需要不断的技术创新,否则将面临被淘汰的风险
数据安全:智能制造高度依赖数据,数据泄露或被攻击将带来严重后果
技术体系:云计算平台、云存储、 云安全等
添加标题Βιβλιοθήκη 添加标题目的:实现资源共享和按需提供
云制造服务平台系统的设计与开发
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]。
智能制造工业大数据平台建设方案
智能制造工业大数据平台建设方案一、建设目标:1.提升制造企业生产效率和产品质量;2.实现制造过程的可追溯和可优化;3.实现产品全生命周期的管理和优化;4.构建智能制造生态系统,推动制造业转型升级。
二、建设内容:1.数据采集与存储:建立制造企业数据采集系统,通过传感器、采集设备等实时采集生产过程中的关键数据,并结构化存储于云平台中,形成大数据资源库。
2.数据管理与集成:构建数据管理平台,对采集到的数据进行清洗、整理和标准化,实现数据的一致性和可用性。
同时,与企业现有ERP、MES等系统进行集成,实现数据的共享和互通。
3.数据分析与挖掘:利用数据分析和挖掘技术,对数据进行深入分析,挖掘数据背后的规律、趋势和关联性。
通过建立数据模型和算法,实现对生产过程和产品的预测、诊断和优化。
4.业务应用与集成:基于分析结果,开发相应的业务应用,为企业管理层和生产运营人员提供决策支持和工作指导。
同时,与其他企业及供应链伙伴进行集成,实现跨企业的信息共享和协同操作。
5.安全与隐私保护:加强数据的安全保护和隐私保护,确保数据的完整性和可信度。
采用数据加密、权限控制等措施,防止数据泄露和滥用。
三、建设步骤:1.规划与设计:根据制造企业的实际需求,制定具体的平台规划与设计方案,明确建设目标、内容、时间和投入。
2.建设基础设施:搭建云计算和大数据平台,建设数据中心,确保平台的计算和存储能力。
3.数据采集与存储:选择合适的传感器和采集设备,搭建数据采集系统,并将采集到的数据存储于云平台中。
4.数据管理与集成:建设数据管理平台,开发数据清洗、整理和标准化的工具和算法。
同时,与企业现有系统进行集成,实现数据的共享和互通。
5.数据分析与挖掘:建设数据分析和挖掘平台,开发数据分析和挖掘的算法和模型。
通过实时监测、预测和优化,提升生产效率和产品质量。
6.业务应用与集成:根据实际需求,开发相应的业务应用,为企业管理层和生产运营人员提供决策支持和工作指导。
智慧车间MES平台方案
通电继续
谈谈设备信息采集
计划与执行形成闭环;减少生产对人工的依赖,降低因人工造成的错单生产、上料错误等生产事故;以柔性生产为目标。
云星空
数字化工厂
车间生产透明化,具象化;实时监视生产参数,及时预警与报警;
改进设备绩效;降低设备六大损失,最大化;挖掘设备潜能。
云星空数字化工厂的应用架构
数控设备(CNC)
机械型或单板主控设备
以PLC做主控的设备或产线
量检具
电表/水表/气表/…….
设备联网数据采集方案(步科)
触摸屏/PDA信息录入
现场网络状况不好
数控设备(CNC)
机械型或单板主控设备
以PLC做主控的设备或产线
量检具
电表/水表/气表/…….
设备联网数据采集方案(步科)
设备联网实施要点
设备数据采集项目过程
+企业:流程梳理,定范围企业的瓶颈和改进点(建议初期采集的点限定在直接生产相关的设备)生产流程中设备采集能给客户带来什么价值收集设备信息表
+SI集成商+设备提供商:提供集成方案确认每台设备的开放度、协议、PLC、是否需要授权等信息确认采集点是否可以采集到确认每个采集点集成的方式,是否需要外接采集器确定工程施工方式,报价
触摸屏/PDA信息录入
现场网络到机台
目前可使用网口通讯方式连接的CNC型号主要有:FANUC(发那科)控制器型号:Oi-A/B/C/D/F,16i,18i,21i, 30i ,31i,32i, 35iMITSUBISHI(三菱)控制器型号: M70/M700, M80/M800HEIDENHAIN(海德汉)控制器型号: Itnc530/Itnc620/Itnc640SIEMENS (西门子) – OPC/UA连接方式控制器型号: 828Dsl, 808D,828D,810D,840Dpl,840Dplbrother(兄弟CNC)控制器型号: CNC-A00/CNC-B00/CNC-C00哈斯HAAS(网口采集,串口采集)新代 SYNTEC(系统软件10.116.9以上版本) 牧野 MAKINO Professional 3/5/6/F/L/P 铼钠克 Lynuc ,维宏 WEIHONG ,德玛吉 DMG,森精机 MORI SEIKI ,德玛吉森精机 DMG MORI ,大隈 OKUMA OSP-P200/P300, 马扎克 MAZAK Smart/Matrix/Smooth
中国制造2025——技术路线图
《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图〔2015版〕》全文中国电子商务研究中心制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。
十八世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。
打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。
新中国成立尤其是改革开放以来,我国制造业持续快速开展,建成了门类齐全、独立完整的产业体系,有力推动工业化和现代化进程,显著增强综合国力,支撑我世界大国地位。
然而,与世界先进水平相比,我国制造业仍然大而不强,在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显,转型升级和跨越开展的任务紧迫而艰巨。
当前,新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济开展方式形成历史性交汇,国际产业分工格局正在重塑。
必须紧紧抓住这一重大历史机遇,按照“四个全面〞战略布局要求,实施制造强国战略,加强统筹规划和前瞻部署,力争通过三个十年的努力,到新中国成立一百年时,把我国建设成为引领世界制造业开展的制造强国,为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实根底。
《中国制造2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。
一、开展形势和环境(一)全球制造业格局面临重大调整。
新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。
各国都在加大科技创新力度,推动三维(3D)打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。
基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革;网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供给链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系;可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域。
我国制造业转型升级、创新开展迎来重大机遇。
智能制造中的云制造平台架构设计
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。
制造业的工业云平台建设方向
制造业的工业云平台建设方向随着信息技术的发展和云计算的兴起,工业互联网已经成为了制造业转型升级的重要推动力。
而工业云平台作为工业互联网的核心基础设施,对于制造业的数字化、智能化转型起到了至关重要的作用。
本文将探讨制造业的工业云平台建设方向,为制造业企业提供参考和指导。
一、工业云平台的背景和意义随着物联网技术、人工智能技术和大数据技术的兴起,制造业正面临着由传统制造向智能制造的转型。
而工业云平台作为连接制造业各个环节的关键平台,具有以下几点重要意义:1. 数据集成与共享:工业云平台能够实现对制造业各环节的数据进行集成和共享,实现了信息流的畅通和数据的智能化处理,为企业决策提供了有力支持。
2. 资源协同与优化:工业云平台能够进行资源的协同和优化配置,实现生产资源的高效利用,提升整体生产效率,减少资源浪费。
3. 智能化决策与控制:工业云平台通过对接物联网和人工智能技术,能够进行数据的智能分析和预测,实现生产过程的智能化决策和控制。
4. 产业链协同和创新:工业云平台能够实现制造业上下游企业之间的信息协同和合作创新,促进整个产业链的共同发展和提升。
二、工业云平台的建设方向为了更好地推动制造业的数字化、智能化转型,制造业企业在工业云平台的建设过程中,需要从以下几个方面着手:1. 建设数据中心和数据湖:数据是工业云平台的核心,制造业企业需要建设自己的数据中心和数据湖,实现对各环节数据的全面采集、存储和管理。
2. 建设云计算和边缘计算基础设施:云计算和边缘计算是工业云平台的技术基础,制造业企业需要建设云计算和边缘计算的基础设施,以支撑工业云平台的运行和应用。
3. 开放平台建设与数据交换标准制定:制造业企业需要开设自己的开放平台,吸引更多的合作伙伴加入,共同推动工业云平台的建设和应用。
同时,制定数据交换的标准和规范,确保不同平台之间的数据能够互通互联。
4. 强化数据安全与隐私保护:工业云平台建设过程中,数据的安全和隐私保护尤为重要。
智能制造工程中心建设方案
智能制造工程中心建设方案一、背景与意义近年来,随着人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术的发展,智能制造已经成为工业发展的重要方向。
智能制造工程中心的建设,对于引领和推动新一代制造业的发展,具有重要意义。
智能制造工程中心是以智能制造技术为核心,集成研发、技术应用、人才培养、产学研合作等功能的一体化机构。
通过构建一流的研发团队和创新平台,促进产业技术创新,推动制造业转型升级,提高产业竞争力和可持续发展能力。
二、建设目标与任务1.目标(1)打造国内领先、国际一流的智能制造工程中心,为智能制造领域的技术创新和产业发展提供有力支撑。
(2)搭建产学研合作平台,促进产业技术创新与转化,推动产业结构升级与转型发展。
(3)培养高层次人才,为智能制造领域的发展提供专业化的人才支持。
(4)推动相关产业创新发展,加快智能制造技术应用,提升国家在国际市场的竞争力。
2.任务(1)搭建以智能制造技术为核心的研发团队,开展前沿技术研究和技术成果转化。
(2)构建产学研合作平台,推动技术与产业的深度融合,促进智能制造技术的应用和推广。
(3)建设智能制造创新实验室、智能制造展示中心等平台,展示最新的智能制造技术和成果,推动技术创新与产业发展。
(4)开展智能制造领域人才培养工作,建设智能制造教育培训中心,培养具备国际视野和创新能力的高层次人才。
三、建设内容与规划布局1.智能制造研发中心(1)建设智能制造研发实验室,开展智能制造技术的基础研究和应用研究工作。
(2)组建智能制造研发团队,引进国内外一流的研发人才,开展智能制造技术研究和成果转化。
2.产学研合作平台(1)与国内外高校、科研院所等建立合作关系,开展智能制造领域的产学研合作项目。
(2)与国内外企业建立合作关系,推动技术研发成果的产业化应用。
3.智能制造创新实验室(1)建设以智能制造技术为核心的创新实验室,集中展示最新的智能制造技术和成果。
(2)开展智能制造技术的应用示范和推广工作,促进智能制造技术的产业化和商业化应用。
工业4.0智能制造方案及流程图
工业4.0时代的智能制造方案这是笔者一同参加“工业4.0高峰论坛”并发言的陈志成博士做的演讲,转载到本人博客,以便需要了解工业4.0的朋友参考。
陈志成:中国人工智能学会基础专业委员会常务委员、中国通信学会云计算专家委员会委员、北京格分维科技有限公司总经理我原来在高校工作了一段时间,是教师,担任计算机学科方面的负责人,现在创办一个公司,做人工智能方面的工作。
我从学校出来,有一些背景因素,很多教授、院士,他们做了很多很好的理论研究,但是我们的产学研做的并不是想象中的那么好,企业很难把人工智能中比较超前的理论运用起来。
很多老师聊天说,人工智能是不是要死亡了,是不是真的不行了,没有什么用途了,离我们生活太遥远了。
我创办企业的想法,是希望将课本上的一些理论,变成日常生活当中可以用的一些产品,不管是小的产品也好,大的产品也好。
也许这也是一种情怀,大家都想做一些事情,而我想做人工智能。
我的演讲分为四部分内容:第一,介绍工业4.0的本质,我认为工业4.0的本质是智能制造,目前对于工业4.0的理解各种各样,但是大体而言,还是依据德国的提法来理解。
2011年至2013年,德国针对工业4.0给出了一些资料,总体思路还是智能制造的概念。
前面说人工智能要死亡了,可是现在机会来了,人工智能可能会有大发展了。
第二点介绍我们现在正在做的事情,就是制造企业的机联网,主要是指机器设备的联网,及其管理控制。
第三点讲基于机联网之上的云计算服务,以及相关的研究课题。
最后跟大家分享一个能源大数据系统的案例。
工业4.0的本质是智能制造智能时代已经来临,五年之前,老师们在讨论人工智能怎么发展,原中国人工智能学会理事长钟义信老师、何华灿老师等也都在讨论。
人类社会的发展经历了三个阶段,第一个阶段是农业社会,人类劳动工具以简单的镰刀、锄头为主。
第二个阶段是工业社会,也就是动力机车时代,以蒸汽机、机床为代表的时代。
第三个阶段是信息社会,网络时代到来了,电话、电灯、电视,现在的互联网、通信网,这就是目前的信息社会。
yunyingoo-阿里云生态路线图
阿里云生态路线图03020304 (14) (05) (07) (11)..........................................................................................................................123 阿里云生态协作3.1 赋能合作伙伴转型3.2 阿里云生态协作实例云生态让合作伙伴完成从IT到DT的“羽化变身”4 云生态展望2.1 阿里云的市场概述2.2 阿里云+生态战略 (07)2.3 阿里云生态框架................................................................................................................................082.4 阿里云创新生态引言人类历史上,科技的进步,都是通过把复杂的事情变简单,让不可能的梦想变得触手可及。
电网把用电的事情变简单了,飞机把出行这件事情变简单了,机器人把制造的事情变简单了,淘宝把购物这件事情变简单了。
第一次工业革命,解放了人类的双手;第二次工业革命,解放了人类的双腿。
这一次云计算的革命,解放的是人类的大脑。
计算让机器变得智能,帮助人类处理更繁复、高级的事务,人类的潜能可以在更高的层次进行创造。
计算本来是虚拟世界的引擎,但今天我们看到,虚拟世界和真实世界,虚拟经济和实体经济的界限正在变得模糊。
随着物联网的发展,随着云计算在经济社会各个领域的应用,计算已经在对真实世界发挥着越来越重要的影响。
我们希望为真实世界的发展、为人类前进,提供简单、可靠的引擎。
火是农业时代的标志,电是工业时代的标志,计算就是DT世界的标志,也是最基本的元素。
伴随着传统企业与互联网的融合与创新,技术从IT走向DT(Data Technology),在DT时代,生产率的进一步提升、商业模式的创新,都有赖于对数据的使用能力,而“云基础设施”像水电一样为用户便捷、低成本地使用计算资源打开方便之门。
基于云计算的智能制造平台设计
基于云计算的智能制造平台设计在当今数字化和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平台作为一种创新的解决方案,正在重塑制造业的生产模式和运营方式。
一、云计算在智能制造中的重要性云计算为智能制造提供了强大的计算能力和存储资源。
传统的制造企业在处理大量的数据和复杂的计算任务时,往往面临着硬件设备更新换代快、成本高昂以及资源利用率低等问题。
而云计算通过其弹性扩展的特性,能够根据企业的实际需求灵活地分配计算和存储资源,从而大大降低了企业的 IT 成本。
同时,云计算还为智能制造提供了数据共享和协同工作的平台。
在制造业的产业链中,涉及到设计、生产、销售等多个环节,不同环节之间需要进行频繁的数据交流和协作。
云计算使得这些数据能够在不同的部门和合作伙伴之间实时共享,提高了工作效率,减少了信息孤岛的出现。
二、智能制造平台的需求分析在设计基于云计算的智能制造平台之前,需要对制造企业的需求进行深入分析。
首先,平台需要具备强大的数据采集和处理能力,能够从生产线上的各种传感器、设备中实时获取数据,并对这些数据进行快速的分析和处理,以实现生产过程的实时监控和优化。
其次,平台应支持智能化的生产调度和排程。
通过对订单、库存、设备状态等信息的综合分析,自动生成最优的生产计划,提高生产效率,降低生产成本。
此外,平台还需要具备良好的可扩展性和兼容性。
随着企业的发展和业务的拓展,平台能够方便地添加新的功能模块和设备,同时能够与现有的企业管理系统进行无缝集成。
三、基于云计算的智能制造平台架构设计基于上述需求,我们可以设计出一个包含基础设施层、平台层、应用层的三层架构的智能制造平台。
基础设施层是整个平台的基础,主要由云计算服务提供商提供的计算、存储和网络资源组成。
通过使用云计算的IaaS(基础设施即服务)服务,企业可以根据实际需求灵活地租用服务器、存储设备和网络带宽,无需进行大规模的硬件投资。
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面向中小企业的云制造平台成熟度定义
云制造平台的业务演进与支撑架构
Connect 互联
服 务
旧机床数控 旧数控设备 样件设计制
化改造
升级
造与展示
层
通用机电产 部件制造和 质量检测服
品三维设计
装配
务
Manage 管理
Innovate 创新
制造资源一 产品全寿期 项目制管理 体化管理 管理与交付 与协作
领先技术可以通过云制造平台已服务的形 式提供给接入企业、集成商、服务商等不 同角色
服务,优化,支撑
关键技术 2.5:技术服务内容制作与重用
核心能力:
提供技术服务内容样式的定义和xml编辑环境 提供3D插图和3D动画的转换或制作功能 提供技术服务内容的结构化管理、版本有效性
和配置管理 同时提供纸质发布和电子内容交付 与CAD系统集成,2D模型快速转换成技术插图
关键价值:
高效的智能互联资源接入、管理和应用开 发的能力,提高十倍以上的应用开发速度
为云制造平台提供技术领先、功能强大、 扩展性强的平台架构
强大的集成能力和生态环境,为云制造平 台生态环境的建设提供助力
关键技术 2.4:应用支撑平台
核心能力:
提供物联网应用程序的快速开发平台
提供接入各系统的集成总线和API
PLM 系统
互联 设备 队
第三 方物 流
智能 产品 研制 团队
创业 辅导 团队
投资 机构
市场 推广 媒介
Agenda
云制造平台总体框架 云制造平台建设关键技术 云制造平台建设路线图 第一阶段关键交付内容和验证内容
6
云制造平台的关键技术(红色标示)
Connect 互联
Manage 管理
软件 制造资源一体化定义(虚拟化) 虚拟化企业的系统集成总线 应用快速开发平台 应用支撑平台 技术服务内容制作与重用 工程 设备/生产线智能互联化改造 移动终端部署 管理 项目制协作与管理 产品全寿期管理与交付 订单分解与资源优化匹配 制作资源优化调度 设计制造执行过程监控 担保、支付与信用管理
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云制造服务平台
设计工具 仿真工具 研发管理 工艺管理 机床管理 生产管理 技术服务 交易服务
供应商
2
零部件设计 (3D设计与仿真、3D打印样件)
3
提交报价 (估算成本、周期等)
6
订单接受 (排产、调度、执行)
7
进度更新 (机床联网、远程监控、进度反馈)
9
检验发货 (质量检验、物流运输)
云制造平台的关键技术 1.1:全兼容、快速交付的三维设计平台
核心能力:
提供参数化建模和直接建模等丰富建模手 段
容易操作,用户最广泛的主流设计软件 全兼容异构三维设计软件格式 支持三维动画、三维工艺和虚拟化维修等
业务 支持协同研制、BOM管理和配置管理
关键价值:
为设计师提供丰富设计手段,易于学习和 操作,快速形成云制造平台自有设计能力
化映射发布到物联网平台中,设备、传感 器和警报信号,一一对应
通过增强现实技术,捕捉产品实际运营工 况,实时传递到物联网产品看板和PLM产品 结构中,闭环反馈,优化设计
关键价值:
产品规划时充分考虑智能互联产品应用的 场景,定义产品外形和功能时,同步定义 质量、安全、可靠性和风险等特性
增强现实技术为客户、运营人员和服务人 员,提供了绝佳的客户体验,真实的影像 结合角色定义的信息环境、结合大数据的 信息推送和预测建议,整体提升智慧化工 作水平
关键技术 3.5:智能产品创新研制与优化
核心能力:
PLM系统和质量可靠性系统一体化 智能产品设计阶段,考虑PEMA,针对性在
EBOM中添加传感器、警报等节点、阀值 PLM中的智能互联产品定义,可以将其数字
可伸缩的技术架构,灵活支撑云制造平台 各阶段的应用与运营
关键技术 2.2:虚拟化企业的系统集成总线
核心能力:
提供预定义的制造型产品数据模型最佳实 践,支撑其在产品生命周期各阶段、各系 统的应用
提供预制的功能模块和标准接口,为现有 的CRM, EAM, ERP, PLM/ALM, SLM和MES系统 提供API,并对现有系统支持事件驱动,作 为云制造平台和接入各系统、自营各应用 之间的系统集成总线
关键技术 2.3:应用快速开发平台
核心能力:
支持各种通讯协议的终端的接入,灵活定 义各类制造资源和业务规则,高效管理各 类型数据,快速开发部署各类应用
提供应用程序构建、部署和的功能封装 提供一体化的制造资源和系统的安全策略 提供系统集成总线与API 提供丰富的预定义应用和应用商店 提供与外部系统和应用的商业化API
支持各类主流的ITEM标准,支撑市场化竞 争和全球化协作
关键技术 2.7:产品全寿期管理与交付
核心能力:
提供产品全寿期的数据、流程、技术状态 的一体化管控能力
以需求结构树、BOM的形式反映数字化产 品的技术状态演进
提供商业化接口与API,与物理产品实现的 各专业化系统集成
管理产品交付客户后运行的数据,优化产 品设计
订单批次提高,非增值时间减少,整体提 升制造执行层次的效率
生产设备/人员
工控系统
ERP/MES系统
关键技术 3.4:数字化映射与增强现实
核心能力:
数字化映射技术,将数字化产品与物理产 品一一对应,物理设备的运营情况可实时 反馈至其唯一数字化产品,集中管理
物理产品实际工况可以集成至设计工具、 仿真分析工具等系统
全兼容异构三维设计软件格式,适合社会 化虚拟产品协作
支持向样件展示、技术服务等业务扩展 未来可延伸到三维工艺、三维服务、数字
化映射等业务环节
关键技术 2.1:制造资源一体化定义(虚拟化)
核心能力:
各类制造资源在云制造平台中虚拟化定义 信息系统和工控系统管理的制造资源,以
集成的方式接入云制造平台
提供大数据分析与预测的技术、增强现实 和数字化映射技术,可以支撑接入云制造 平台中的各企业信息化系统,可以优化云 制造平台自营的各类应用程序
应
开发,部署,优化
用 程
序
关键价值:
领先技术支持云制造平台自营的应用程序 具备高起点,简化应用程序部署,并在应 用过程中持续优化
支撑接入到云制造平台中的各类应用系统 的大数据、虚拟现实的能力,并提高产品 数字环境和物理运行的实时一致性管理
订单 设计 制造 服务 批次1 批次2 批次3 部件1 部件2 装配n
订单下达
设计制造资源
集
成
计
优
算
化
引
擎
数据获取
历史交易数据
成本 履约质量
提前期
履约 及时率
数据获取
预测数据
设备状态
社交化 数据
价格趋势
政策性 数据
关键技术 2.9:制造资源优化调度(执行层面)
核心能力:
制造资源优化调度可以以服务的形式提供 给制造资源提供方,优化其计划排程能力
软件 全兼容、快速交付的三维设计平台 增材设计与3D打印技术 数字样件目录与展示 三维设计软件桌面虚拟化 工程 旧机床数控化改造技术 旧数控设备升级技术 管理 资源提供者管理与能力发布、展示 资源需求者管理 设计制造资源描述、发布 设计制造资源可用度跟踪 订单签署、过程跟踪与交付记录 供需方评价管理 自有设计数据管理与协作管理
利用成组技术,综合考虑在途时间和工装 换型时间,重组为更为合理的工作订单
提供任务分解与执行管控看板,灵活的根 据计划约束调整任务分配
采用物联网技术,实时获取生产线或设备 运营情况,为计划调整提供准确支持
关键价值:
为制造资源提供方提供车间调度和制造执 行层面的计划排程优化调度能力
为生产计划、车间调度人员提供功能强大、 使用灵活、数据综合的调度台,提高计划 排程环节的工作效率
关键价值:
为云制造平台接入单位,提供数字化产品 全寿期的领先的技术手段和完整的研制环 境,既可面向产品研制与服务,也可以将 研制手段和环境以服务形式提供
全面管理产品全寿期的技术状态,作为统 一数据源,提供给云制造平台的接入单位, 并支持未来产品运营期的服务活动
关键技术 2.8:订单分解与资源优化匹配(管理层面)
制造资源优 设计制造执 技术服务交 化调度 行过程监控 付与执行
全程可视化 智能产品 产品远程监 网络制造 创新研制 控与服务
众包与众筹 管理
创新工场 融资与辅导
市场化推广
运 资源提供者 资源需求者 设计制造资 行 管理与发布 管理与发布 源描述发布
支
撑 设计制造资源 订单交易执
层
可用度管理
行管理
3D打印
设备设施等制造资源,通过物联网直接接 入云制造平台
为制造资源和作业活动提供一体化的管理 框架
可根据制造资源类型,批量虚拟化定义
关键价值:
市场上独有的、对于云制造能力匹配度最 高的开发及运营平台
简化制造资源虚拟化的环节,为各类制造 资源提供一体化定义的能力
提供灵活的制造资源接入到云制造平台的 能力,并将接入到云制造平台的资源进行 工程化的规范管理
支持对产品数据的实时访问
关键价值:
简化云制造平台中各接入系统、自营应用 程序和智能互联产品数据的集成工作,快 速构建项目导向的、依托云制造平台的虚 拟企业
数字化映射并连接智能互联产品及全寿期 活动,优化现有业务流程和产品数据,为 云制造平台未来业务拓展提供弹性支撑