面向制造及管理的集团企业云制造服务平台

第17卷第3期计算机集成制造系统Vol.17No.32011年3月Computer Integrated Manufacturing SystemsMar.2011文章编号:1006-5911(2011)03-0487-08收稿日期:2011 02 23。

Received 23Feb.2011.基金项目:国家863计划资助项目。

Foundation item:Project supported by the National H igh Tech.R&D Program ,Ch ina.面向制造及管理的集团企业云制造服务平台战德臣1,赵曦滨2,王顺强3,程 臻1,周学权1+,聂兰顺1,徐晓飞1(1.哈尔滨工业大学企业与服务智能计算中心,黑龙江 哈尔滨 150001;2.清华大学软件学院,北京 100084;3.中国北车股份有限公司,北京 100078)摘 要:单纯的制造向服务化制造转变是未来企业的发展趋势,为支持这种转型,通过有效的资源整合解决转型阶段波动的订单需求与持久性制造能力之间的供需矛盾,提出了面向制造及管理的集团企业云制造服务平台。

以中国北车股份有限公司为例分析了当前集团企业的资源和需求特征,提出了云企业及云制造服务的概念,通过资源整合、需求整合和按需优化配置,实现了制造过程服务化和管理过程服务化。

分析了面向制造及管理的集团企业云制造服务系统、云制造服务平台及相关的体系结构与核心技术。

最后,指出通过此服务平台的应用,能够支撑集团企业实现从制造型企业向制造加服务型企业的产业转型。

关键词:云制造;云企业;制造过程服务化;管理过程服务化;云制造服务系统;云制造服务平台中图分类号:T P391;T H 166 文献标志码:ACloud manufacturing service platform for group enterprises oriented to manufactu ring and managementZH A N D e chen 1,ZH A O Xi bin 2,WA N G Shun qiang 3,CH EN G Zhen 1,ZH O U X ue quan 1+,N IE L an shun 1,X U X iao f ei 1(1.Research Center of Intellig ent Com puting fo r Enterprises &Ser vices,Har bin I nstit ute o f T echnolog y,Har bin 150001,China;2.School of Software,Tsing hua U niversity,Beijing 100084,China;3.China CNR Co.,Ltd.,Beijing 100078,China)Abstract:It w as a develo pment trend o f future business t o transfor m from pure manufacturing to serv ice o riented manufactur ing.In or der to suppor t this transformat ion and resolve conflict between fluctuant or der s and continuous manufactur ing capacities,based o n the effectiv e integ ration o f r eso urces,g r oup enter prise cloud manufactur ing ser v ice plat form or iented to manufactur ing and management was put fo rw ard.A fter analy zing resour ces and r equire ments char acteristics o f cur rent business gr oups such as CN R,concepts of clo ud enter pr ise and cloud manufacturing ser vices w ere defined.T hen serv ice or ient ed manufact ur ing pr ocess and ser vice or iented manag ement pr ocess wer e realized thro ug h resources integr atio n,r equirements integ ratio n and o pt imizatio n on demand.Cloud manufacturing ser vice system and cloud manufact ur ing ser vice platfor m fo r g ro up enter pr ises or iented t o manufactur ing and man ag ement ,the platfor m s a rchitectur e and cor e techno lo gies w ere fur ther analyzed.F inally it po inted out that applica tion of this serv ice platfor m could suppo rt g roup enter pr ises tr ansfering from pur e manufactur ing to serv itized manu facturing.Key words:clo ud manufacturing;clo ud enter prise;manufact ur ing pro cess as a ser vice;manag ement pro cess as a ser vice;cloud manufact ur ing serv ice system;cloud manuf actur ing serv ice platfor m0 引言从生产型制造向服务型制造转型升级是全球制造业发展的重要趋势,也是我国制造业尤其是集团企业转型升级、增加产品附加值、走向价值链高端的重要手段。

高速铁路交通装备、先进航空装备等高端装备制造业是战略性新兴产业发展的重点领域,是我国制造业转型升级的重要突破口,也是加速推计算机集成制造系统第17卷动从中国制造向中国创造转变的重要力量[1]。

在产业转型升级时期,由于产品频繁的更新换代和市场需求的波动,企业不得不经常面对阶段性的高强度订单需求。

然而,建造能够应对高强度订单的具有持久性制造能力的全功能型企业固然可行,但这种全功能型企业某种制造能力的建立可能需要一个较长周期,无法满足市场时效性需求。

即使能够满足时效性需求,但在大多数时期,因市场需求不足,容易造成资源闲置和能力浪费。

因此,充分整合现有资源、挖掘现有资源的潜力来满足这种波动的需求,是一条更为可行的途径。

2010年初,李伯虎院士等人提出的 云制造是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[2]。

云制造的提出为解决上述矛盾提供了一种可行的指导思想,文献[2]所提出的是一种面向制造全生命周期应用的云制造。

本文在云制造概念的基础上,结合中国北车股份有限公司(简称中国北车)的制造及管理特点,进一步研究并阐释了面向集团型企业制造及管理应用的云制造,提出了云企业、云制造服务和云制造服务系统等与云制造相关的概念和技术。

1 需求及问题中国北车是国家轨道交通装备制造业的骨干企业,居世界机车车辆制造商第三位。

为实现其 创新、整合、并购、国际化四大战略目标,中国北车要通过优化集团资源配置、对制造资源变拥有为控制等手段,促进从 产品为主导的盈利模式向 产品及 服务为主导的盈利模式的转变,实现产业转型升级[3]。

中国北车的经营范围包括铁路机车车辆(含动车组)、城市轨道车辆、工程机械、机电设备、电子设备及相关部件等产品的研发、设计、制造、修理、服务等业务。

集团下辖分散于10个省(直辖市)的20多家制造企业,制造资源按各企业目标产品分散分布,铁路机车车辆和城市轨道车辆产品占国内市场份额的一半以上,并出口到30多个国家和地区。

以中国北车为典型代表的集团企业的特点和需求描述如下。

(1)从资源和能力角度来看,历史原因形成的各下属企业地理上是分散分布的,是大而全、优势资源和非优势资源并存的企业。

从整体上看,单一下属企业的非优势资源影响了其优势资源的利用率,存在资源冗余、专业化程度不高、竞争力不强等所谓 大而不强的问题,集团企业需要将下属企业优势资源和能力以服务的形式提供给其他企业或客户使用,同时以服务的形式引入其他企业的资源和能力来弥补自身非优势资源和能力,进而提高企业整体生产效率,这是集团整合、服务化制造转型的目标之一。

因此集团企业需要整合分散化的企业、聚集资源,更好地支持各企业的专业化生产和服务转型,提高集团的整体竞争力。

(2)从集团运作角度来看,专业化分工、大协作生产固然可以提高企业优势资源的利用率和生产效率,但同样也会带来物流网络复杂、协调成本高等问题。

若不能很好地解决这些问题,不但会影响企业的运行效率,而且会限制企业优势资源共享,从而影响竞争力。

因此,为避免此类问题,集团企业需要借助新技术以扩展管理手段来加强企业以及企业间管控、强化企业间协同,从而支持复杂物流网络的顺畅运行、支持共享资源的透明获取、支持生产过程的无缝协同。

(3)从终端客户和产品(或服务)角度来看,所销售产品是分布于不同地区的,且客户对产品(或服务)的需求具有个性化特征,这些个性化需求往往要综合各方面知识才能完成。

面对这些不同地区、多样化以及知识综合化的需求,单一下属企业能力不一定能够满足,即使能够满足,成本也会非常高。

因此,集团企业需要将多样化的个性需求进行分类、组合,形成聚集化的需求,并调动各下属企业的优势资源和能力以满足需求,进而从整体上提高企业效率、降低成本。

如图1所示,为解决上述问题,一方面,集团需要整合分散于下属企业、工厂的资源和能力,形成聚集化的资源,实现分散资源的统一管理;另一方面,集团需要整合各企业及最终客户的各类分散需求,形成聚集化的需求,实现对分散需求的统一管理。

通过优化配置的资源与需求之间的映射、资源的调度和服务过程的执行来满足波动的服务需求。