云制造服务平台体系
面向服务的云制造协同设计平台
面向服务的云制造协同设计平台张倩;齐德昱【摘要】In order to support complex and large-scale collaborative design and implement high-level sharing of manufacturing resources and capability, the concept of cloud manufacturing, as well as the characteristics of the collaborative design platform based on cloud manufacturing, is discussed. Based on the service-oriented architecture and Web services technologies, the framework of a service-oriented, loose and open collaborative design platform for cloud manufacturing is constructed and is then described and analyzed by using five-dimension views. Moreover, such key technologies as the service-oriented architecture, the resource management, the intelligent matching and combination of resource services, the virtualization, the dynamic monitoring and the conflict resolution are analyzed. Both the running mode of the platform and the collaborative design process in virtual collaborative design environment show that the proposed platform is applicable.%为支持复杂的、大规模的协同设计,实现制造资源、制造能力的高度共享,探讨了云制造的概念以及云制造模式下的协同设计平台的特点,基于面向服务架构理念以及Web服务技术,搭建了一个面向服务的、松散的、开放式的云制造协同设计平台框架,并采用五维视图对其进行描述与分析,还对平台所涉及的关键技术,如面向服务架构、资源管理、资源服务智能匹配与组合、虚拟化技术、动态监测及冲突消解进行了分析,最后通过云制造协同设计平台的运行模式和虚拟协同设计环境下的协同设计过程说明了平台的应用性.【期刊名称】《华南理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(039)012【总页数】7页(P75-81)【关键词】云制造;协同设计平台;面向服务架构;Web服务【作者】张倩;齐德昱【作者单位】华南理工大学计算机系统研究所,广东广州510006;华南理工大学计算机系统研究所,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP391目前,制造服务正成为制造业新的经济增长点.云制造[1]——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.目前国际上对云制造鲜有研究,在国内,李伯虎等[2-4]对云制造提出的背景、云制造概念、云制造系统和体系架构、实施云制造需要攻克的关键技术等进行了讨论和研究,并初步研发了一个云制造的典型应用——基于云仿真原型平台COSIM-CSP的云仿真应用.李伟平等[5]对云制造的内涵进行分析,给出了云制造的体系架构,并对其中的制造资源描述、关键技术问题等进行讨论.Zhang等[6]以云制造为研究背景,对影响云制造资源服务组合(RSC)生命周期的主要因素进行分析,并在研究RSC柔性定义和分类的基础上,提出云制造RSC柔性管理架构,同时对涉及的关键问题及其相应解决方案进行初步探讨.Cheng等[7]对影响云制造走向实际应用的一个关键问题——资源服务交易进行研究,提出独立决策和集中决策下的云制造资源服务交易综合效益模型,并证明了独立决策下,在资源服务交易链的最优决策中,资源服务供应商和代理之间、代理和资源服务请求者之间存在效益均衡.从这些研究工作可以看出,云制造各方面的研究已陆续展开,但无论在实际应用还是理论研究上,云制造技术仍处于探索阶段,尚无成形标准.协同设计作为网络化制造的关键技术之一,一直得到广泛的研究和应用,而云制造技术的出现,给协同设计的研究带来了新的挑战和机遇.同时,随着面向服务架构(SOA)理论和技术实现手段的逐渐成熟,基于Web服务的面向服务架构越来越得到青睐.目前,协同设计平台的实现多采用SOA架构[8-10].因此,文中从云制造模式下的协同设计平台研究入手,以SOA理念和Web服务技术为基础,搭建了一个面向服务的云制造协同设计平台框架,并采用五维视图对其进行描述与分析,同时研究了平台涉及的关键技术,并描述了云制造协同设计平台运行模式和虚拟协同设计环境下的协同设计过程,以期更好地理解和研究云制造技术.1 云制造协同设计平台的特点云制造[2]作为一种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式,可以通过网络为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务.它可以看作是网络化制造、虚拟制造、制造网格、应用服务提供商(ASP)、敏捷制造等先进制造模式在云计算环境下的变异和发展,它继承了各种先进制造模式的优势,同时又结合云计算的特点,弥补了现存的缺陷和不足.协同设计在云制造、网络化制造、网格制造3种典型先进制造模式下的特点对比如表1所示.由表1可见,云制造具有明显的优势.表1 协同设计在3种先进制造模式下的特点比较Table 1 Characteristic comparison of collaborative design in three typical advanced manufacturing modes目的实现资源共享和协同工作源增效平台开放性实现资源共享和协同工作实现资源共享、协同工作和资约束条件多,开放性差开放性较好高度开放一切能封装和虚拟化的都可作为制造云服务进行加入协作联盟范围有限企业范围较广范围最广可扩展性需要大量的客户化工作,很难扩展只要遵循一定的规范将资源封装为服务,即可加入种类丰富,海量数据资源使用方式购置租赁租赁资源种类及数据种类较少,数据较少种类较多,数据量大费用成本加运营费用运营费用运营费用需求响应定制化动态配置动态配置,按需使用Service、云计算、物联网、虚拟化、高性能计算系统平台没有统一平台统一的网格平台技术支持没有统一技术 Service、封装技术、ASP、Globus统一的云制造服务平台实施时间实施周期长快速部署实施快速部署实施资源使用方式单租户(一对一)多租户(多对一)多租户(多对一)用户参与度用户参与度小用户参与度较高参与度高,渗透到制造全生命周期的每一个环节2 体系架构基于上述分析,云制造模式下的协同设计平台至少需满足两个基本要求:一是提供对访问和集成云制造平台中异构资源的支持,这些资源包括完成协同设计的所有资源;二是提供在虚拟合作伙伴间开展协同工作的支持.因此,协同设计是构建于云制造基础设施之上的.整个协同设计架构在逻辑上表述为一个四层结构,基于SOA的云制造协同设计平台(CMCDP)的总体框架如图1所示.图1 CMCDP总体架构Fig.1 Overall framework of CMCDP第1层为资源层,提供协同设计过程中所涉及到的各类资源,并通过采用相关虚拟化技术,将分散的各类异构资源虚拟接入到云制造平台,进行统一管理和调度.第2层为协同支撑层,将各种功能封装为可组合、可重用的服务,以标准的规范发布,并为第3层提供各种规范、约束和支撑.第3层为协同设计服务层,提供各种服务来满足协同设计的需求,并通过标准化的服务接口向用户提供.第4层为门户层(Portal层),将各种服务和业务过程展示给最终用户,使用户能够通过一个熟悉、便捷的用户界面以一致的操作方式来使用云制造协同设计平台和获取云服务. 由于云制造协同设计系统的复杂性,只从某一角度来描述该支持平台的体系结构难以反映该平台各个方面的特性以及各方面之间的内在有机联系.众多研究成果表明,只有用多视图才能对系统做出整体的描述[11].文中采用五维视图对云制造协同设计平台进行描述与分析.五维视图分别是:功能视图、组织视图、信息视图、资源视图和过程视图.1)功能视图结合平台总体结构,云制造协同设计平台的功能主要包括:(1)资源服务管理,负责对各种异构资源进行管理,如资源的发布、封装、检索、组合优化、监控以及服务质量(QoS)管理等;(2)协同工作管理,负责协同设计任务的分解、流程建模、调度以及对参与设计的人员进行管理;(3)协同设计过程管理,对协同设计过程进行监控,及时检测出协同设计过程中的各类冲突,并提交到冲突消解模块进行消解;(4)冲突消解管理,对各类冲突利用相应的消解算法进行冲突消解,保证协同设计的顺利进行;(5)协同工具管理,提供设计人员进行协商和交流的通信手段,确保设计人员之间及时有效的信息交流;(6)知识管理,对协同设计过程中涉及的各类知识进行管理,如实例类知识、规范类知识、设计原理类知识、经验类知识等.这些功能模块结合在一起、相互作用,一个模块的运转能带动其关联模块的运转,并提供相应的服务和支持,增强了协同效果.2)组织视图通过云制造协同设计平台将所需的分布在各地的各类组织资源(包括各类管理机构、制造企业、高校、研究院所、经销代理商、原材料供应商、全球客户等)联系在一起,形成完整的组织体系.平台组织结构视图如图2所示.图2 CMCDP的组织视图Fig.2 Organization view of CMCDP3)信息视图云制造协同设计平台的信息涉及内容多,范围广,结构复杂,包括企业信息、产品信息、技术信息、物资供求信息、人才信息、协同设计信息、评价信息、平台各类服务信息,以及其它信息等.文中对产品协同设计过程中产生的各类信息进行分析,给出平台信息视图(图3).图3 CMCDP的信息视图Fig.3 Information view of CMCDP4)资源视图目前针对资源的分类有多种方式,文中将平台涉及的资源分为物能资源(包括各种设备资源、物料资源、软件资源、网络设备资源等)、信息资源(包括各种市场信息、客户资料、技术信息、企业信息、协同工作信息等)、人力资源(包括各类管理人员、技术人员、专家等)、知识资源(包括各种实例类知识、规范类知识、设计原理类知识、经验类知识等)、制造能力资源(包括各种设计能力、仿真实验能力、生产能力、管理能力、维护能力等)、其它资源(如资金资源等)等六大方面.5)过程视图过程视图将上述4个视图结合成一个有机的整体,描述了各种资源、组织的交互过程,以及各个功能模块信息的流动过程.云制造协同设计平台的总体运行流程如图4所示.图4 CMCDP的总体运行流程Fig.4 Overall running process of CMCDP3 关键技术3.1 面向服务架构SOA是一种IT架构设计模式,它将应用程序的不同功能单元拆分为多个服务,并通过定义良好的接口和契约将这些服务连接起来,实现了网络环境下多个系统或应用程序间的松散耦合和跨平台交互.通过这种架构设计模式,用户的业务可以被直接转换成可操作的、基于标准的、能被重新组合的、并能够通过网络访问的一组相互连接的服务模块.面向服务架构还可以为用户屏蔽掉运行平台及数据来源上的差异,从而使得IT系统能够以一种一致的方式提供服务.将SOA技术引入云制造协同设计平台中,系统能打破异构平台的限制,具备可移植性、开放性和可扩展性,实现松散耦合的协同设计.3.2 资源管理资源管理一直是制造业信息化建设中的关键点和难点[12].从本质上讲,云制造是一个集成制造资源和能力的环境,其中包含了许多异构的资源.针对资源的有效管理可从3个方面展开:(1)研究制造资源的描述模型,能够给出制造资源统一、完整的定义,消除遗留资源和资源间的语义冲突;能够涵盖不同种类的制造资源,解决制造资源种类繁多、形态各异的问题;能够充分考虑资源发现、融合和匹配的需求.(2)研究制造资源的封装和虚拟服务化方法,对大量物理类制造资源,以恰当的形式进行封装,屏蔽资源的异构性和地理分布性,使其成为网络上可统一访问的资源.(3)研究支持海量资源高度共享、快速搜索和易于更新的资源发现模型.3.3 资源服务智能匹配与组合在云制造中,资源服务的调用具有周期长、复杂性高、可靠性高的特征,这使得已有的服务组合方法不适合解决云制造中的资源服务组合,因此有必要研究适合云制造模式的、高度自动化的资源服务组合和动态优化方法.可从以下几个方面开展研究:研究云制造模式下资源服务的特点,基于QoS建立有效的资源服务评价机制;研究支持服务组合的高效的资源服务优化选择算法;分析影响资源服务组合全生命周期中的各种相关因素,建立高可靠的、可重用的资源服务组合模型.由于云制造环境下制造资源服务是分布的、自治的和动态的,资源服务的状态和性能也是可变的,在执行组合服务时,有些服务可能会因为已撤销、被占用或网络通信故障等情况而变得不可用.因此,研究组合资源服务的动态绑定策略,即研究如何将具体的绑定在组合服务执行时动态完成;研究资源服务组合运行状态监测和执行控制方法,及相应的容错处理策略(服务重试、服务替换和服务重构),以确保组合服务正确、高效运行.3.4 虚拟化技术虚拟化技术可以将物理资源等底层架构进行抽象,使得设备的差异性和兼容性对上层应用透明.因此,可采用虚拟化技术将云制造模式下的制造设备、仿真设备、计算系统、软件等资源进行抽象.由于同一类型资源的不同虚拟化方法可能存在很大的差异,并且,资源虚拟化程度也可能对资源管理产生影响.在资源的虚拟化过程中,可针对资源不同虚拟化方法的性能开销进行分析,并根据业务逻辑和服务接口的需要,采取合适的虚拟化方法,将资源抽象成适当的粒度和层次,并提供统一的管理逻辑和接口.3.5 动态监测云制造协同设计服务平台的动态监测主要包括3个方面:资源的动态监测、协同设计过程监测和平台故障监测.(1)资源的动态监测在统一的云制造平台上,注册、管理着大量异构资源,如何对它们进行有效的动态监测以及管理、控制,是实现高质量服务的保障.该部分涉及的关键问题包括:研究便于扩展的监测支持架构,以满足不同种类资源的监测需求;研究高效且灵活的资源监测策略,以尽量少的资源开销实现有效的资源监控与状态预测;研究资源状态的智能管理技术,有效地主动监测资源的状态,并及时发现、诊断资源的故障. (2)协同设计过程监测该部分主要研究云制造模式下协同设计过程中概念设计、方案设计、详细设计等各个阶段产生冲突的原因、特点及类型,开发适合新模式下的智能冲突监测模型,及时有效地监测设计过程中的各类冲突.(3)平台故障监测建立多级监控模型,研究不同级别的故障检测方法,实现自动监控和判断各种险情,并对可能发生的故障进行预警.针对各种不同级别的故障,研究相应的容错、迁移和恢复策略,及时排除故障,确保平台的不间断运行.3.6 冲突消解产品设计过程是一项复杂的系统工程[13],协同设计过程中不可避免地会产生冲突,并且冲突的种类繁多,在产品的设计中,依靠单一的冲突消解方案不可能全面解决各种复杂的冲突.研究云制造模式下协同设计中冲突产生的原因、特点和类别,并在当前冲突消解研究现状的基础上,开发适合云制造协同设计平台的冲突消解模型,建立完善的冲突管理机制.4 平台的应用在云制造模式下,客户无需寻找协同设计环境服务的提供方,只需要向云制造协同设计服务平台提交需求,由服务平台去组织资源,提供满足要求的服务,并自动分配相应的资源来完成设计工作.云制造协同设计平台资源服务请求运行模式如图5所示.资源提供商通过网络,在平台资源发布模块注册发布资源、制造服务等,平台将资源封装成相应的服务并保存到资源服务中心;资源请求者通过平台门户网站描述协同设计任务,确定任务执行需要的资源环境;平台对资源请求者提交的任务进行分解、解析、资源服务匹配、资源服务组合优化,并将最优的资源服务提供给资源请求者.虚拟机是在软、硬件之间引入虚拟层,它能屏蔽硬件平台的分布性和异构性,支持硬件资源的共享和复用.虚拟机可以作为一种标准的部署对象,能为应用提供独立的运行环境.因此,针对云制造用户提交的服务请求,云制造平台通过相应的发现策略可将找到的符合资源服务请求的资源集合,也就是将满足请求条件的一组资源服务映射(封装)到一个或多个虚拟机中,并提供给用户统一的访问接口,这样用户便可在平台提供的虚拟协同设计环境下进行产品的协同设计工作.虚拟协同设计环境下的协同设计活动如图6所示.图5 CMCDP资源服务请求运行模式Fig.5 Running mode of resource service request of CMCDP图6 虚拟协同设计环境下的协同设计过程Fig.6 Collaborative design process in virtual collaborative design environment5 结语文中探讨了云制造的概念以及云制造模式下的协同设计平台的特点,基于SOA理念以及Web服务技术,搭建了一个面向服务的、松散的、开放式的云制造协同设计平台框架,并采用五维视图对其进行描述与分析.另外,还对平台涉及的关键技术进行分析与研究,并通过云制造协同设计平台资源服务请求的运行模式和虚拟协同设计环境下的协同设计过程说明了平台的应用.由于云制造是一个新生事物,处于不断发展和完善的过程中,目前尚未形成稳定的、统一的、易用的和功能完备的云制造平台,仍存在许多有待于研究和探讨的内容.因此,文中内容尚处于探索研究阶段,未推广应用和实施.下一步将结合工程实际应用背景,深入研究云制造平台下协同设计支撑环境的相关关键技术,进一步集成、优化、完善和验证平台功能.参考文献:[1]杨海成.云制造是一种制造服务[J].中国制造业信息化,2010,39(6):22-23.Yang Hai-cheng.Cloud manufacturing is a manufacturing services [J].Manufacture Information Engineering of China,2010,39(6):22-23. [2]李伯虎,张霖,王时龙,等.云制造——面向服务的网络化制造新模式[J].计算机集成制造系统,2010,16(1):1-7,16.Li Bo-hu,Zhang Lin,Wang Shi-long,et al.Cloud manufacturing:a new service-oriented networked manufacturing model[J].Computer Integrated Manufacturing Systems,2010,16(1):1-7,16.[3]李伯虎,张霖,柴旭东.云制造概论[J].中兴通讯技术,2010,16(4):5-8.Li Bo-hu,Zhang Lin,Chai Xu-dong.Introduction to cloud manufacturing [J].ZTE Communications,2010,16(4):5-8.[4]李伯虎,柴旭东,侯宝存,等.一种基于云计算理念的网络化建模与仿真平台——“云仿真平台”[J].系统仿真学报,2009,21(17):5292-5299.Li Bo-hu,Chai Xu-dong,Hou Bao-cun,et worked modeling&simulation platform based on concept of cloud computing-cloud simulation platform [J].Journal of System Simulation,2009,21(17):5292-5299.[5]李伟平,林慧苹,莫同,等.云制造中的关键技术分析[J].制造业自动化,2011,33(1):7-10.Li Wei-ping,Lin Hui-ping,Mo Tong,et al.The technologies in cloud manufacturing [J].Manufacturing Automation,2011,33(1):7-10.[6]Zhang L,Guo H,Tao F,et al.Flexible management of resource service composition in cloud manufacturing[C]∥2010 IEEE International Conference on Industrial Engineering and EngineeringManagement(IEEM'10).Macao:IEEE Computer Society,2010:2278-2282. 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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。
云制造概述
我国拥有完整的工业体系,也拥有最为丰富的制造加工资源.工业制造业作为第二产业,是国家重要的经济支柱。
随着先进制造技术的发展以及物联网与云计算的兴起,制造业的信息化技术研究与应用取得了一系列成果。
目前,在“集成化、协同化"的基础上,“敏捷化、服务化、绿色化”及“知识、技术创新"正成为当前制造业核心竞争力的关键因素。
随着云计算产业的成熟,通过云计算平台融合新技术,把大量的高度虚拟化资源组成资源池提供统一服务,通过互联网为个人和企业提供服务.云计算的运营模式是由专业计算机和网络公司(即第三方服务运行商)来搭建计算机存储、计算服务中心,把资源虚拟化为“云”后集中存储起来,为用户提供各种服务。
我国学术界与产业界借鉴云计算的思想,首先提出了云制造的概念。
将云计算的计算模式和运营模式为制造业信息化所用,为制造业信息化走向服务化、高效低耗提供一种可行的新思路。
云制造技术的研究与应用将会加速推进中国制造业信息化向网络化、智能化和服务化方向发展,从而将中国制造业信息化提升到新的高度和水平.云制造模式是对先进制造模式探索的持续,它不仅仅是云计算在制造业中的应用,而是从制造本身出发,基于先进的IT技术支持,以支持制造业务为根本出发点,实现制造节点的自组织聚集、按需调度和无缝协作。
本文将从云制造的概念、理论方法及关键技术、研究现状及应用,简要地介绍云制造,最后结合淘宝网进一步说明云制造的特点。
1 云制造的概念1.1 云制造定义云制造是一种基于网络的、面向服务的智慧化制造新模式和新手段,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。
云制造技术将现有网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合,实现各类制造资源(制造硬设备、计算系统、软件、模型、数据、知识等)统一的、集中的智能化管理和经营,为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务。
云制造的概念
(11)基于能力共享与交易的制造 与传统网络化制造相比,云制造共享的不仅仅是制造资源,还有制造能力。在相应知识库、数据库、模型库等的支持下,实现基于知识的制造资源和能力虚拟化封装、描述、发布与调用,从而真正实现制造资源和能力的全面共享与交易,提高利用率。
(12)基于知识的制造 在云制造全生命周期过程中,都离不开知识的应用,包括基于知识的(1)制造资源和能力虚拟化封装和接入;
(2)不确定性制造 云制造中,云服务对制造需求的满足不存在唯一的最佳解,而是到目
前为止用现有技术和方法能得到的满意解或非劣解,这既是云制造的不确定性制造能力,包括云制造任务的描述、任务与云服务的映射匹配、云服务选取与绑定、云服务组合选取、制造结果评价等环节中的不确定性。
(7)支持按需使用和付费的制造 云制造是一种需求驱动、按需付费的面向服务的制造新模式。
云制造模式下用户采用一种需求驱动、用户主导、按需付费的方式来利用制造云服务中心的云服务。用户根据自身的需要来调用或组合调用已有的云服务并支付相应的费用,而且户不需要过多关注制造资源服务提供者的自身信息,用户和制造资源提供者是一种即用即组合、即用即付、用完即解散的关系。
(4)透明和集成的制造 云制造把所有制造资源、能力、知识等尽可能高度抽象和虚拟化为用户可见和容易调用的“电源接线板”,即制造云服务,而其它东西对用户透明。用户在使用云服务开展各类制造活动时,这些服务的调用是透明的,即所有制造实现操作细节可以向用户“隐藏”起来,使用户将云制造系统看成是一个完成无缝的集成系统。云制造的透明性可以体现在位置透明性、注册透明性和使用透明性等方面。
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。
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。
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]。
制造行业工业云平台建设与应用方案
制造行业工业云平台建设与应用方案第一章引言 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (3)1.3 项目意义 (3)第二章需求分析 (4)2.1 行业现状与趋势 (4)2.2 企业需求分析 (4)2.3 市场需求分析 (5)第三章系统架构设计 (5)3.1 总体架构设计 (5)3.1.1 架构设计原则 (5)3.1.2 总体架构 (6)3.2 技术选型与评估 (6)3.2.1 技术选型原则 (6)3.2.2 技术评估 (6)3.3 系统模块划分 (6)第四章数据管理与分析 (7)4.1 数据采集与存储 (7)4.1.1 数据采集 (7)4.1.2 数据存储 (7)4.2 数据处理与分析 (8)4.2.1 数据预处理 (8)4.2.2 数据分析 (8)4.3 数据可视化与报表 (8)4.3.1 数据可视化 (8)4.3.2 报表 (8)第五章平台功能设计 (8)5.1 基础功能模块 (8)5.1.1 数据管理 (9)5.1.2 设备监控 (9)5.1.4 质量管理 (9)5.2 扩展功能模块 (9)5.2.1 供应链管理 (9)5.2.2 销售管理 (9)5.2.3 财务管理 (9)5.2.4 人力资源管理 (9)5.3 用户角色与权限管理 (9)5.3.1 用户角色设置 (10)5.3.2 权限分配 (10)5.3.3 权限控制 (10)5.3.4 权限变更 (10)第六章安全与运维 (10)6.1 信息安全策略 (10)6.1.1 安全目标 (10)6.1.2 安全体系架构 (10)6.1.3 物理安全 (10)6.1.4 网络安全 (10)6.1.5 主机安全 (11)6.1.6 应用安全 (11)6.1.7 数据安全 (11)6.2 系统运维管理 (11)6.2.1 运维组织架构 (11)6.2.2 运维流程 (11)6.2.3 运维工具与平台 (12)6.3 灾难恢复与备份 (12)6.3.1 灾难恢复策略 (12)6.3.2 数据备份 (12)第七章应用场景与解决方案 (12)7.1 生产管理 (12)7.1.1 场景描述 (12)7.1.2 解决方案 (12)7.2 供应链管理 (13)7.2.1 场景描述 (13)7.2.2 解决方案 (13)7.3 设备维护与管理 (13)7.3.1 场景描述 (13)7.3.2 解决方案 (13)第八章系统开发与实施 (14)8.1 开发流程与方法 (14)8.1.1 开发流程 (14)8.1.2 开发方法 (14)8.2 系统部署与集成 (14)8.2.1 系统部署 (14)8.2.2 系统集成 (15)8.3 项目管理与质量控制 (15)8.3.1 项目管理 (15)8.3.2 质量控制 (15)第九章项目评估与效益分析 (15)9.1 投资回报分析 (15)9.1.1 投资成本估算 (15)9.1.2 投资回报预测 (16)9.2 效益评价方法 (16)9.2.1 定性评价 (16)9.2.2 定量评价 (16)9.3 风险评估与应对 (16)9.3.1 技术风险 (16)9.3.2 市场风险 (17)9.3.3 政策风险 (17)第十章总结与展望 (17)10.1 项目成果总结 (17)10.2 存在问题与改进方向 (17)10.3 行业发展趋势与展望 (18)第一章引言1.1 项目背景我国经济社会的快速发展,制造业作为国民经济的重要支柱,正面临着转型升级的压力和机遇。
云制造(1)
二、云制造的运行原理—知识
在整个云制造体系的运转过程中,知识起 到了核心支撑的作用。知识能够在制造资源和 制造能力的接入过程中,为智能化嵌入和虚拟 化封装提供支持;在制造云管理过程中,为云 服务的智能查找等功能提供支持;在制造全生 命周期应用中,为云服务的智能协作提供支持。 由此可见,云制造体系能够实现基于知识的制 造全生命周期集成,提供了一种面向服务的、 高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式。
同时,国内的少数单位已经启动了云制造的部分内容研究与服务,如航天二院的云设计 与云仿真研究与开发;北京恩维协同科技有限公司开展了云管理(ERP)服务等;可见云制 造已成为制造业信息化新发展的重要内容。
云制造
注:文本框可根据需求改变颜色、移动位置;文运行原理 三、云制造的体系结构 四、云制造”与“云计算” 的关系 五、云制造的研究现状及未来展望
一、云制造的定义
云计算的理念是由专业的算计存储和网络公司 (即第三方服务运行商),搭建计算机存储和计 算机服务中心,把资源虚拟化为“云”后集中存 储起来,为用户提供服务。 基于制造服务的要求,云制造是云计算在资源共 享内容、服务内容与应用模式及支撑技术等方面 实现了在制造领域的落地和延伸。
虚拟化层
通过采用相关虚拟化技术,将分散的各类资源虚拟接入到制造云平台, 形成虚拟资源并聚集在虚拟资源池中,从而隐藏底层资源的复杂性和动 态性,为制造云平台实现面向服务的资源高效共享与协同提供支持。
核心中间件层 应用层 用户层
该层是制造云平台的核心服务层,主要分为三个部分:首先通过对虚拟 资源进行服务化封装、发布等操作,形成云服务;其次针对不同类型的 云服务选择相应的部署方式,并实现对云服务的智能、高效的管理;最 后为用户按需地使用产品全生命周期服务提供支持,如调度管理、变更
云制造下的企业产品平台服务模式初探
机 电产 品 开 崖 与 新
De eo me t In v t n o a hn r & E e t c l r d cs v lp n & n o ai f c i ey o M lcr a o u t i P
f o u tdei n nd s u a o t e co e v c s mod lf r v ru lm nu c u n n e p ie y a i ol b r to d t e c o d s r i e orpr d c sg a i lt n, h l ud s r i e m i e i t a o a a f t r g e t r rs s d i n m c c l o ain a h l u ev c s a n
云服 务 模 式和 面 向制 造 企业 公共 服 务平 台云服 务模 式等 。 同时 ,为 支持 云 制造 企 业 内部或 企 业 间
的协 同 产 品 开 发 工 作 .提 出 云 制 造 下 的 产 品 平 台服 务 执 行 架 构 。
关 键 词 :云 制 造 ; 产 品 平 台 ; 设 计 服 务
d eh g uc i h—q ly,lw OS a ie s cto fp o ucs r u tplto n te co a ufcurn ncud st e co d evc sm od l ua t o C t nd dv ri a n o r d t.P od c af r i h lud m n a t i g i l e h lu sr ie i i f i m e
业 务 优 势 .迅 速 响 应 动 态 和 不 可 预 测 的 市 场 需 求 , 更 快 的 生 产 出 高 质 量 、 低 成 本 、 多样 化 的 产 品 。 云 制 造 下 的 产 品 平 台 服 务 模 式 , 包括 面 向 产 品 设 计 仿 真 云 服 务 模 式 、 面 向 虚 拟 制 造 企 业 动 态 协 作
基于云制造的机械设计协作平台
基于云制造的机械设计协作平台在当今数字化和智能化的时代,制造业正经历着深刻的变革。
云制造作为一种新兴的制造模式,为机械设计领域带来了全新的机遇和挑战。
基于云制造的机械设计协作平台应运而生,它打破了传统设计模式的局限,实现了资源的高效整合和设计团队的紧密协作,极大地提高了机械设计的效率和质量。
一、云制造的概念与特点云制造是一种基于云计算、物联网、大数据等信息技术的新型制造模式。
它将制造资源和能力虚拟化、服务化,并通过网络进行集中管理和调配,为用户提供按需使用的制造服务。
云制造的特点主要包括以下几个方面:1、资源共享云制造平台将分散在不同地区、不同企业的制造资源整合到一起,包括设计软件、加工设备、检测仪器等,实现了资源的共享和优化配置。
2、按需服务用户可以根据自己的需求,在云制造平台上选择所需的制造服务,无需购买和维护昂贵的设备和软件,降低了成本和风险。
3、协同创新云制造平台为不同企业和设计团队提供了一个协同创新的环境,促进了知识和技术的交流与融合,加速了产品的创新和升级。
4、智能化管理云制造平台通过大数据分析和智能算法,实现了对制造资源和生产过程的智能化管理和优化,提高了生产效率和质量。
二、机械设计协作平台的需求分析机械设计是一个复杂的过程,需要涉及多个专业领域的知识和技能,如机械原理、材料力学、电子技术等。
在传统的设计模式下,设计团队之间的沟通和协作往往存在障碍,导致设计周期长、效率低、质量不稳定等问题。
因此,建立一个基于云制造的机械设计协作平台具有重要的现实意义。
1、设计资源的整合与共享机械设计需要使用各种设计软件和工具,如CAD、CAM、CAE 等,同时还需要参考大量的设计标准和规范。
通过云制造平台,可以将这些设计资源整合到一起,实现共享和协同使用,提高设计效率和质量。
2、设计团队的协同工作在机械设计过程中,不同专业的设计人员需要密切协作,共同完成设计任务。
云制造平台可以提供实时的沟通和协作工具,如视频会议、在线文档编辑、项目管理等,方便设计团队成员之间的交流和协作。
智能制造中的工业云平台技术
智能制造中的工业云平台技术智能制造是指借助信息技术和互联网,通过物联网、大数据、云计算等技术手段,实现生产过程的自动化、智能化和网络化的制造模式。
而工业云平台作为智能制造的关键支撑之一,扮演着集成资源、提供服务、促进协同的重要角色。
本文将介绍智能制造中的工业云平台技术,并探讨其在制造业中的应用前景。
一、工业云平台的基本概念及特点工业云平台是指专为制造业设计、构建且具备稳定、高可靠性的云计算平台,通过收集、分析、共享制造数据,实现对制造过程、产品和资源的智能管理。
它以云计算、大数据、物联网为技术基础,提供制造过程中的资源整合、数据分析、协同决策等服务,实现生产过程的信息化、智能化和高效化。
工业云平台的特点如下:1. 数据集成和分析能力:工业云平台通过连接各种传感器、设备和系统,实现对制造数据的实时采集、存储和分析,可以帮助企业了解生产过程的具体情况,并基于数据进行决策优化。
2. 多方资源协同共享:工业云平台能够整合企业内外各种资源,包括设备、人力、技术等,通过共享、交换和借用,提高资源利用率和生产效率,实现供需匹配。
3. 安全与隐私保护:工业云平台基于互联网技术,面对众多的网络攻击风险。
因此,平台需要具备完善的安全控制措施和隐私保护机制,确保企业数据的安全和隐私。
二、工业云平台在智能制造中的作用1. 实现智能制造的全面升级:工业云平台将生产环节中的各种设备和系统通过云计算技术连接起来,形成一个统一的生产数据管理平台。
通过实时数据采集和分析,实现对制造过程的实时监控和优化,提高生产效率和质量。
2. 促进制造模式的转型升级:工业云平台可以实现信息和资源的共享,打破传统的信息孤岛和资源封闭,促进企业间的合作与协同。
通过资源整合和协同创新,推动制造业向智能制造转型,并推动创新型制造模式的发展。
3. 优化企业决策和运营管理:工业云平台通过大数据分析技术,将海量的制造数据转化为有价值的信息,为企业决策提供依据。
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。
云制造的体系结构研究
( . 台师范 高等专科学校 信息技术 系,海 口 5 1 o :2 海南师范大学 信息科学技术学院 ,海 口 5 1 0 ) 1琼 71o . 7 10
摘
要 :云计算正 迅速改变 着信 息系 统设计 构建和服 务方 式。本文针对现 代制 造业 跨平 台、跨 区域 、 跨企业 的协同需 求 ,引入 云计算 思想 ,给出了云计 算平 台的总体结 构 ,提 出了一种 云制造平 台的总体结 构 , 讨论 了实施云制造 所需的关键技 术 ,为中小企业 搭建云制造服 务平台提供理 论
服 务 。它 是 并 行 计 算 ( a allC mp t g) 、 P r le o u i n
代 制 造 业 的工 作 模 式 已 经 由 传 统 的 闭 门 造 车 式 发
展 到跨 平 台 、跨 企 业 和 跨 地域 的 协 同制 造 模 式 ,
制 造 企 业 问通 过 相 互 合 作 与协 同 达 到 企 业 利 益 共 赢 的共 同 目标变 得 越 来 越 重 要 。 当前 的 网 络 化 制
制造 云 的运 营 者
是 这 些 计 算 科 学 概 念 的 商 业 实 现 。 同 时 云 计
算 也 是 虚 拟 化 ( r u lz tO ) 、 效 用 计 算 Vit a i a i n
( it o uig 、将 基 础设 施 作 为 服 务Ia Uti C mp t ) ly n aS
8
制 造 资 源 的提 供 者 制 造 资 源 的 使用 名
12 云 制造 .
云 制 造 是 把 制 造 资 源 和 制 造 能 力 在 网上 作 为 服 务 提 供 给 所 需 要 的 用 户 。 “ 制 造 ”融 合 了 现 云
图 2 云 制 造 的运 行 与 应 用 模 式
中机云创—装备制造业云服务平台
中机云创—装备制造业云服务平台共圆中国制造强国梦中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录12345中机云创( )代表了中国先进及现代机械制造(China Advanced & Modern Machinery Manufacturing ),是国内第一个面向装备制造业、及相关产业链的全生命周期内,全生产要素的,以制造为核心的云服务创新平台。
我们致力于解决制造业供需双方痛点,提供订单,人才,技术等全面解决方案。
中机云创简介提供以用户为中心的制造能力、资源数字化集成服务12345提供“众创、众包、众扶、众筹”高效化服务提供服务、资源、能力、设备等要素全球一体化交易服务制造资源动态配置网络化协同制造打造工业智能化生产模式(数字化→信息化→智能化→数据驱动智能制造)中机云创平台框架中机云创协同制造定制制造专家服务技术服务标准标准服务检测检测服务认证认证服务双创空间技术圈知识库行业资讯战略规划商品交易商城服务金融服务保险服务仲裁服务工业大数据IOT服务工具包服务云物流服务在线客服技术服务、双创空间、商品交易、工业大数据都以定制制造为核心展开中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录12345•你想造的,这里都有!•全行业、全要素、全流程服务•200+真实优秀的制造服务企业已经入驻定制制造•即刻拥有万人专家智囊团!中国数量最多、专业覆盖面最广、业务素质最强的制造业专家•制造业顶级专家,正高级190+,副高级110+,国务院特殊津贴专家,863计划、04专项带头人........专家服务•引入制造行业各类权威标准、检测、认证机构,最终实现线上合作,线下服务•数十家国家级检测服务机构,超过300个检测产品,500个检测项目标准服务检测服务认证服务免费提供多种方案直至满意免费报价厂商认证需求认证高级认证专家优化需求,专业商务对接高效撮合阶段性付款,解决尾款问题付款保障全程跟踪记录,纠纷有据可依影子记录保证完成、保证质量、保证维护三保服务资金预存平台,服务满意再付款担保交易顶级专家服务提升服务能力专家服务专家服务优势——面对企业/个人企业/个人(按需受教)信息认证:帮您找到认真、靠谱、真实专家顶级专家:中国制造业最强大的千人专家团队付费取经:求取工业级真经,省时省钱又省力专属解答:一对一专属解答,提供全程技术保障资金托管:保障资金安全,防止上当受骗阶段付费:全面满足定制类、个性化需求影子记录:全流程记录重要节点,需求可回溯制造业专家(让有经验的人轻松实现价值)线上交流,防骚扰;决定接单,再沟通;沟通谈事,有平台;专属秘书,把活干;您只需要,点确认;仅把知识,做贡献;需求客户,来转化;轻轻松松,把钱赚;承担政府授权强制认证和客户委托的合格认证国际、国家制造领域标准制定者提供服务99%检测实验室均通过CNAS 权威认证3个国际标委会、26个全国标委会、4个行业标委会、9个分委会,17个行业协会9家国家级、行业级生产力促进中心,12家产品质量监督检验(测)机构经国家批准,依国际认可导则认可,并运行的认证机构消费保障服务,第三方资金托管维护消费权益交易金额先托管到平台,待交易完成后根据双方验收结果结算款项引入专家服务标准、检测、认证机构的服务对外窗口重要节点控制标准、检测、认证供需双方交易撮合达成平台,机构无需自建平台业务接洽受理+交付物提交两个关键节点控制,业务过程全程追踪可回溯可与平台专家服务对接,增强专家对标准、检测、认证机构的创收能力灵活的付费方式平台灵活定义三种方式:先收全款后交付;先收部分款作启动;先启动服务后再收费个性化定制服务:个性化定制工业化生产,实现从客户需求到产品提供的直通区域售后上门服务:提供区域售后上门服务(在保修期内)售后团队免费上门维修;免费培训:用户享受免费的设备使用培训服务;专家服务支持:用户可在平台获得专家的专业支持;高品质商品:平台保证所售商品均为质量认证产品;快速出货:闪电发货,保证商品第一时间送达;中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录23451定制制造服务流程免费认证免费发布需求专家分诊方案竞价专家团队服务合同订单担保支付项目跟踪管理交付验收互评与结算需求方操作服务方操作平台方操作申请约见专家确认用户付款协商见面评价与结算专家服务流程需求方操作服务方操作平台方操作标准、检测、认证服务流程免费提交需求选择服务商帮助询盘和确认服务商授盘并下单付启动款付尾款验收互评与结算需求方操作服务方操作平台方操作中机云创简介服务优势服务流程合作伙伴联系我们目录12345合作方:一、高校、科研院所国内高校、科研院所清华大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学、吉林大学、湖南大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、合肥工业大学、武汉理工大学、北京理工大学、北京科技大学、郑州大学、北京航空航天大学、西北工业大学、北京信息科技大学、天津理工大学、沈阳航空工业学院、中国科学院沈阳自动化研究所、中国电子科技集团30研究所等。
面向再制造的闭环供应链云制造服务平台设计
面向再制造的闭环供应链云制造服务平台设计唐燕;李健;张吉辉【摘要】为提高再生资源综合利用效率、满足闭环供应链上不同主体对再制造的个性化服务需求,在分析闭环供应链上信息流程的基础上,结合其面临的问题阐述了云制造应用的重要意义,将云存储、云计算、云安全和物联网等支撑技术与再制造服务的信息收集、分析、集成、推送和优化等技术体系相结合,通过资源整合、需求对接和服务集成方式推进全生命周期制造和管理服务化,构建了面向再制造的闭环供应链云制造服务平台。
通过对该平台进行实例设计和研究,验证了该平台的可行性和可推广性。
%To enhance the utilization efficiency of renewable resources and to meet various services demand for remanufacturing of different subjects on closed-loop supply chain, the significance of cloud manufacturing application was illustrated based on analyzing the information flow of close&loop supply chain. Through the combination of support technology such as cloud storage, cloud computing, cloud security and internet of things with remanufaeturing technology system such as information collection, analysis, integration, push and optimization, service-oriented manu- facturing and management of full life cycle were implemented according to integration of resources, demand and service. The cloud service platform for closed-loop supply chain oriented to remanufacturing was constructed. Finally example was designed and researched to verify the feasibility and generalizability of the constructed platform .【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2012(018)007【总页数】9页(P1554-1562)【关键词】再制造;云制造;闭环供应链;服务平台;再生资源【作者】唐燕;李健;张吉辉【作者单位】天津理工大学管理学院,天津300384/天津大学管理与经济学部,天津300072;天津理工大学管理学院,天津300384/天津大学管理与经济学部,天津300072;天津大学管理与经济学部,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TH166;TP3910 引言随着公众环保意识的增强和政府环保机制的日益完善,以可持续发展为目的的闭环供应链逐步受到国内外政府、企业和学者的强烈关注,它可有效处理生产过程中产生的金属废料和终端产品消费后产生的废弃物,避免能源和资源的极大浪费。
制造业云平台的开发与应用
制造业云平台的开发与应用随着技术的不断进步和制造业的不断发展,制造业云平台成为了当今制造业改革的一个重要方向。
制造业云平台不仅可以提高工业企业的效率和产品质量,还能够降低生产成本,提高企业的市场竞争力。
制造业云平台是基于互联网技术,通过云计算、大数据、物联网等技术实现连接设备和数据,将物联网设备、传感器、生产工具、制造数据和人员等进行整合、分析和应用管理的平台。
这种平台可以连接到不同的设备,将数据整合到一个中心,并将其进行分析和管理。
制造业云平台为制造商提供了一个集成的、易于使用的环境,使工厂和工程师可以更快地进行生产和设计。
制造业云平台的开发制造业云平台的开发是一个多方面的过程。
首先,需要有基础设施来连接设备和数据。
这需要建立一个互联网连接架构,包括数据中心、网关、云服务器等。
其次,需要有一个平台来管理和分析数据。
这个平台应该提供给工程师和其他专业人员一个易于使用的界面,以便他们轻松地从大数据中提取关键信息。
此外,应该有一套完整的数据管理系统,以确保数据的完整性、安全性和可用性。
最后,还需要有足够的技术人员来开发和维护平台。
制造业云平台的应用制造业云平台已经在生产企业中得到广泛应用,可以以以下几个方面为例:1.生产数据分析:制造业云平台可以收集和分析生产过程中的数据,包括生产时间、机器运行时间、产品质量、生产效率等,以帮助企业更好地理解生产过程中的强项和薄弱点,并为提高生产效率和质量提供了有价值的参考。
2.生产和库存管理:制造业云平台可以帮助企业追踪库存和生产状况,因此可以及时地调整生产计划和库存控制,以满足客户需求。
3.设备监控和维修:通过物联网传感器和设备,制造业云平台可以帮助企业监测设备状态和预测故障,并提供故障报告,以及维修和保养建议,从而可以减少停工时间和维护成本。
4.生产线自动化:制造业云平台将连接所有生产线上的设备和传感器,实现自动控制和数据收集;这不仅可以提高生产效率和质量,还可以减少人工错误。
云制造的概念及系统体系结构
云制造的概念及系统体系结构桂林电子科技大学机电工程学院摘要:基于制造网格的研究成果,以及制造网格中存在的问题,进一步给出一种基于云计算理念的网络化制造模式—云制造,讨论了它的研究背景、技术内涵以及体系结构,并对云制造的关键技术进行了详细的讨论。
初步研究表明:提出的云制造能够改善制造网格的稳定性,并且提高了多用户在资源按需共享、多粒度控制等方面的能力。
关键字:制造网格;云制造;体系结构0 引言伴随着网络技术和信息技术日新月异的发展,网络化制造作为现代先进的制造模式,也得到了长足的发展,并且出现了以应用服务提供商(Application Service Provider,ASP)和制造网格(Manufacture Grid,MG)为代表的基于Internet的制造模式。
其中制造网格,以开放的体系结构,将分布的资源组合起来,形成一个屏蔽资源细节的协同环境,以实现协同制造,得到了行业内的专家和学者的重视,并对其做了大量的研究。
随着研究的深入,由于网格技术本身以及其商业运营模式的限制,发现制造网格中存在以下几个问题:(1)制造网格的有限服务质量(Quality of Service, QoS)。
由于网格强调节点的自治性,并且制造资源种类繁多、类型复杂、共享形式多模式化,而资源节点却仅提供服务的“查询”权限,缺乏多粒度、多尺度的访问控制,导致了制造网格的“有限”服务质量。
(2)制造网格的不稳定性。
由于制造网格的节点具有自治性,在制造网格系统中,即使形成了一个集成的系统,不同的资源节点属于不同的所有者,其资源拥有者仍然可以自由加入或退出制造网格,在极端情况下,当该节点的资源为稀缺资源时,完全自治、自由退出会造成制造网格系统的失稳甚至瘫痪。
(3)制造网格的信誉缺失。
当节点资源出现异常时,制造任务需要经历复杂的调度过程,才能迁移至新的节点,造成时间、成本方面的严重损耗和制造网格的信誉缺失;由于网格技术的局限性,其应用领域主要集中在学校与科研机构,行业应用中尚无成功案例,网格之父Ian Foster在2008年的文献[1]中指出:“迄今尚无成功的商业应用网格出现”。
支持大规模定制生产的网络协同制造服务平台参考架构-最新国标
目次1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4缩略语 (2)5总体架构 (3)5.1概述 (3)5.2边缘层 (3)5.3IaaS层 (3)5.4PaaS层 (4)5.5DaaS层 (4)5.6KaaStu层 (4)5.7SaaS层 (4)5.8门户 (4)6总体架构功能 (4)6.1边缘层功能 (4)6.2IaaS层功能 (5)6.3PaaS层功能 (5)6.4DaaS层功能 (5)6.5KaaS层功能 (5)6.6SaaS层功能 (6)附录A(资料性)支持家电行业大规模定制生产的网络协同制造服务平台参考架构 (7)A.1概述 (7)A.2平台参考架构 (7)A.3应用效果 (8)附录B(资料性)支持渔具行业大规模定制生产的网络协同制造服务平台参考架构 (9)B.1概述 (9)B.2平台参考架构 (9)B.3应用效果 (10)支持大规模定制生产的网络协同制造服务平台参考架构1范围本文件规定了离散行业的支持大规模定制生产的服务平台参考架构。
本文件适用于指导企业搭建、使用和运营大规模定制生产相关平台。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T20720.2-2020企业控制系统集成第2部分:企业控制系统集成的对象和属性GB/T35447-2017服装定制通用技术规范GB/T37960-2019云制造服务平台应用实施规范GB/T38666-2020信息技术大数据工业应用参考架构GB/T39102-2020定制消费品设计与生产质量控制指南GB/T40012-2021个性化定制分类指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1网络协同制造Network collaborative manufacturing利用互联网、大数据和各种集成技术将串行工作变为并行工程,打破时间、空间的约束,将供应链内及跨供应链间的企业产品设计、制造、运行、维护、管理等各环节紧密连接,实现产品全生命周期内资源的最充分利用,提高效率,提升产品质量,从而得到更高的经济效益。
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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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与共享社会制造资源、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得特点, 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得主要核心理论与技术、平台标准与规范、平台体系架构、平台共性引擎与共性管理工具、平台服务与运行模式、平台应用体系架构等共性技术方面得研究思路与研究内容, 为进一步深入与系统开展中小企业云制造服务平台得研究、开发、实施与应用奠定了基础。
中小企业量大面广,就是我国制造业得重要组成部分,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得作用。
然而随着市场竞争得日趋激烈,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,提升企业得综合竞争能力。
我国制造业信息化工程经过20多年得发展,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,做了大量探索与实践。
但由于在服务与运营模式、制造资源共享与分配机制、标准规范、安全控制、平台个性化支持与服务能力、运行机制等方面存在不足与缺陷,制约了网络化制造、ASP平台等先进制造模式得深入应用及推广,广大中小企业得信息化应用水平仍然不高,已成为我国制造业信息化建设得一个瓶颈。
近年来,随着云计算、物联网等技术得发展与日趋成熟,一种面向服务得网络化制造新模式——云制造应运而生,它就是一种利用网络与云制造服务平台,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得一种网络化制造新模式。
基于云制造服务模式得中小企业云制造服务平台将成为我国中小企业充分利用与共享制造资源,提升产品设计、经营管理与生产制造能力,增强企业综合竞争力得重要支撑手段,也就是当前我国先进制造领域需要探索得一个重要发展方向。
1、中小企业云制造服务平台得内涵中小企业云制造服务平台就是在网络化制造与ASP服务平台等研究得基础上,结合云制造服务模式与中小企业特点,综合应用云计算、云安全、物联网等技术建立得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得制造资源共享与协同。
中小企业云制造服务平台与已有得ASP服务平台与网络化制造平台相比,拥有参与资源得广域性、参与资源得多维性、制造服务得深入性、服务交易得可靠性、资源使用得便捷性、平台运维得市场性等特点,能更好地为中小企业产品全生命周期提供全面得、便捷得、深入得、可靠得、按需定制与优质廉价得各类制造服务。
(1)参与资源得广域性中小企业云制造服务平台按照统一标准与规范,将分散在各地得制造资源进行虚拟化描述、封装、发布与集中存储,可消除地域空间限制,实现需求、信息与资源得有序积聚,同时“多对多”得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得推广与应用范围。
(2)参与资源得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得各种数据、模型、软件与领域知识等软制造资源标准化接入共享;可实现数控机床、加工中心与计算设备等硬制造资源得网络化集成运行、加工运行过程实时监测与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、实验与管理等能力资源得共享。
(3)制造服务得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得优化利用,如智能生产线得构建、机床再制造、生产过程工艺参数得优化决策、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得深度融合。
(4)服务交易得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得、可靠得信用评估机制,确保用户需求与资源得信息安全性以及交易可靠性。
(5)资源使用得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得动态快速发布、服务供需能力得动态优化匹配、服务交易得在线协同、交易过程得安全防护,支持社会制造资源从产生到耗散全生命周期业务过程得快速高效运行,为用户提供按需供给、按量计价、便捷高效得制造资源与服务。
(6)平台运维得市场性中小企业云制造服务平台可通过建立合理得利益分配与协调机制,实现平台中资源服务得提供方、使用方、平台运营方、服务集成方等多方业务主体得自激励,支持云制造服务平台运维构成要素得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得开发、实施与应用就是一项复杂而系统得工程,涉及到许多亟需攻克得共性关键技术。
结合中小企业云制造服务平台得内涵,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与技术、标准与规范、平台体系结构、共性引擎与工具、服务与运行模式、平台应用研究等。
2、1中小企业云制造服务平台核心理论与技术中小企业云制造服务平台就是一个崭新得概念,要系统与深入地开展中小企业云制造服务平台得研究、开发、实施与应用,首先需要围绕中小企业云制造服务全生命周期突破有关得核心理论与技术,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与虚拟展示技术、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、服务管理中得非结构化数据管理技术等。
平台核心理论与技术得研究逻辑如图2所示。
(1)云制造服务分类与组织方法云制造服务得概念与分类,就是解决云制造服务资源主体问题得源头。
结合中小企业资源共享与业务协同得需求,可将云制造服务分为资源(R服务)与服务(S服务)两类。
R服务就是指单个产品或者设备得简单买卖/租赁契约关系,与服务提供/消费者得企业内部不产生或者产生较少得业务交互; S服务就是指企业间协作意义下得复杂协同契约关系,服务供需双方存在业务逻辑依存关系与信息交互需求。
其中, R服务可采用标准得工业分类组织方法;S 服务可采用Web服务得领域分类方法。
(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与云制造服务需求模型。
云制造服务供需能力模型得描述包括供需双方对R服务与S服务本身得供需描述与供需双方得企业整体能力描述。
由于R服务与S服务所涉及得概念、关系与语义有不同内涵,其能力模型得具体构成要素也有所不同。
(3)云制造服务得描述方法云制造服务得描述方法包括本体描述方法与工作流描述方法。
本体描述方法包括资源描述框架(Resource Description Framework, RDF)与Web本体语言(Web Ontology Language, OWL)。
对R服务,可采用基于知识框架得表达方法,具体体现为RDF;对S服务,可采用基于Web 服务得OWL表达方法;对服务流程得工作流描述,可采用可扩展标记语言(eXtensible Markup Language, XML)格式得Petri网标记语言。
通过以上得服务描述,可规范与指导云制造服务得建模、组织与管理。
(4)云制造服务语义标注方法针对中小企业云制造服务,特别就是S服务,按照服务得开发、描述、发布、发现、组合与执行等生命周期对语义描述得需求,可将云制造服务语义分为功能语义、数据语义、服务质量语义与执行语义等四种类型。
1)功能语义(functional semantics),就是指服务得实际功能描述,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)文档中得操作上。
2)数据语义(data semantics),就是指服务得输入/输出参数集合得语义表达,数据语义标注在WSDL文档中得操作上。
标准得词汇表或分类表,例如ebXML Core ponent Dictionary 或RosettaNet Technical Dictionary等,均可以用来表达Web服务中得输入/输出数据。
3)服务质量语义(QoS semantics),就是指服务得众多质量性能得语义表达,在WSDL文档中可以进行单独得服务质量语义标注。
包括领域无关(domain independent )得QoS与领域相关(domain specific)得QoS。
4)执行语义(execution semantics),就是指与服务执行相关得消息序列、任务流程、服务调用得前提条件/结果等语义信息,在WSDL文档中可以进行单独得服务过程执行语义标注。
(5)云制造服务组织发布技术与虚拟展示技术通过建立云制造服务得本体概念体系,可实现企业本体、R服务与S服务得上层本体描述,进而通过实例化工具进行实例化。
针对企业本体与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、发现与集成(Universal Description Discovery and Integration, UDDI)协议服务器中进行发布。
对于云制造服务得检索与虚拟展示,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得匹配度算法,以及单个服务匹配与服务间得语义匹配方法。
在服务选择与组合时,可采用相应得服务导引策略与服务推荐算法,以及可参数化配置得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)与业务过程执行语言(Business Process Execution Language, BPEL)来实现服务组合。
(7)云制造服务管理与协同得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、服务管理中得非结构化数据管理技术等。
在突破以上技术得基础上,可开发出构建中小企业云制造服务平台所需得一系列共性引擎与共性管理工具。
2、2中小企业云制造服务平台得标准与规范中小企业云制造服务平台得运行将涉及大量得需求与资源信息,同时平台运营需处理多种服务交易,这些信息得无序化与异构化都将阻碍资源得有效集成与共享,因此统一得标准与技术规范就是中小企业云制造服务平台实现推广应用得关键。