云制造发展现状及趋势

《现代制造系统工程》大作业 1 课程：现代制造系统工程

大作业题目：现代制造技术发展现状及趋势综述

具体技术名称：云制造

学期：2013～2014学年第二学期

任课教师：**

时间：2014年4月

*名：**

学号：********

年级、专业：机电2班

现代制造技术发展现状及趋势

云制造

作者：杨宇单位（班级）：机电二班

1.题目背景及意义

随着制造业的标准化和通用性程度的提高，现代制造中的产品已经由单一厂商独立完成转变为由多家制造厂商分部件或分工序共同协作完成，这些制造厂商共同形成一个完整产品的供应链或敏捷制造工厂。

随着产品信息化、虚拟化程度的提高以及网络的大量应用，制造商的各种制造能力可以满足多个供应链的多个环节，供应链中的一个环节也有多家可选制造商。制造商不再局限于提供产品或零部件，而是转为提供制造能力。提供给顾客的产品则是通过整合多个制造商能力生产而成。制造商的制造能力通过网络的集成形成了制造云。制造模式由供应链转变成云制造。

云制造是一种面向服务、高效低耗和基于知识的网络化、敏捷化制造新模式和技术手段, 它将促进制造的敏捷化、服务化、绿色化和智能化。用户可以根据应用需求, 随时随地、动态、敏捷地增减制造资源。由于/ 制造应用运行在虚拟制造平台上, 没有事先预订的固定资源被锁定, 云业务的规模可以动态、敏捷伸缩。云制造支持用户在任何有互联网和广域网的地方使用任何上网终端获取应用服务。在虚拟云制造系统上进行制造应用和业务运行, 用户所请求的资源和能力来自于规模巨大的制造云池。云制造平台采用各种容错技术, 任何单点物理故障发生, 制造应用都会在用户完全不知情的情况下, 转移到其他物理资源上继续运行, 因此使用云制造比使用其他制造手段的可用性更高。

2.国内外云制造技术的发展现状及应用情况

目前, 云制造的理念和技术已经引起学术界和产业界的关注。我国863 计划适时地提

出了/ 云制造服务平台关键技术研究的重大研究项目, 这必将有力地推动我国制造业信息化工作。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率先对云制造的理念、模式、技术架构、制造能力描述、制造云构建及云服务组合等方面进行了研究; 北京恩维协同科技有限公司开展了云管理( ERP) 服务; 世通科技发展( 香港) 有限公司启动的/ 刀网0服务, 基于云制造的刀具管理软件, 着力于优化刀具行业众多企业供需链和制造链中涉及的多种资源配置。同时, 国外发达国家已开展了一些相关的研究。如美国在2000 年搭建了目前世界上最大的制造能力交易平台MFG. COM, 致力于为全球制造业伙伴提供更加快捷高效的交易平台。美国越野赛车制造厂Loca-l Motors 通过众包的方式, 将汽车的全部个性化设计与制造过程众包给不同社区, 仅用18 个月的时间, 就在干洗店大小的微型工厂实现了汽车从图纸设计到上市。美国波音公司采用基于网络协同、制造服务外包的模式, 组织全球40 多个国家和地区的企业协同研发波音787, 使研发周期缩短了30%, 成本减少了50% 。此外, 欧盟第七框架于2010 年8 月启动了制造云项目

( ManuCloud, Pro-ject-ID: 260142) , 总投资500 多万欧元, 目的是在一套软件即服务( software-as-a-service) 应用支持下,为用户提供可配置制造能力服务。可见, 云制造已成为制造业信息化新发展的重要内容。云制造是制造信息化的发展，是云计算在制造领域的落地与延伸。目前全国约有五十家单位在该项目支持下开展云制造相关的研究与实践工作。例如：（１）在理论与技术研究方面，北京航空航天大学、中国航天科工集团第二研究院（航天二院）、清华大学、中科院软件所、北京机械工业自动化研究所、哈尔滨工业大学、重庆大学、华中科技大学、武汉理工大学、机械科学研究总院、北京计算中心、北京理工大学、北京交通大学、西安交通大学、同济大学、东南大学、合肥工业大学、广东工业大学、深圳大学等高校与研究所，率先开展了云制造的核心理论与技术研究工作，对云制造的服务模式、

体系架构、关键技术进行了探索，并着手制订云制造的标准与规范。

（2）在集团企业云制造平台研发与应用示范方面，航天二院、中国北车股份有限公司（北车集团）等大型集团企业正在研发与构建集团企业云制造平台，以航天复杂产品和轨道交通装备等重大关键产品制造为应用背景，提供论证、设计、生产、仿真和管理等制造全生命周期的各阶段服务。

（3）在中小企业云制造平台研发与应用推广方面，北京清软英泰、北京恩维协同科技有限公司、北京慧点科技开发有限公司、东莞华中科技大学制造工程研究院、广东电子工业研究院有限公司和杭州爱科电脑技术有限公司等软件服务商正在研发面向中小企业的云制造平台，并且在模具、服装和柔性材料等行业开展了初步应用。

（４）在云制造运营中心实体建设方面，航天二院和北车集团正在集团内部建立云制造服务中心，统筹利用各种制造资源为集团全生命周期制造业务服务；东莞华中科技大学制造工程研究院和北京恩维协同科技有限公司正在建设面向中小企业的行业服务中心，将其作为第三方服务与运营中心，为中小企业间的制造能力交易提供服务。

3.云制造技术的运行原理

云制造系统中的用户角色主要有三种，

即：资源提供者、制造云运营者、资源

使用者。资源提供者通过对产品全生命

周期过程中的制造资源和制造能力进

行感知、虚拟化接入，以服务的形式提

供给第三方运营平台（制造云运营者）；

制造云运营者主要实现对云服务的高

效管理、运营等，可根据资源使用者的应用请求，动态、灵活的为资源使用者提供服务；资源使用者能够在制造云运营平台的支持下，动态按需地使用各类应用服务（接出），并能实现多主体的协同交互。在制造云运行过程中，知识起着核心支撑作用，知识不仅能够为制造资源和制造能力的虚拟化接入和服务化封装提供支持，还能为实现基于云服务的高效管理和智能查找等功能提供支持。

4.云制造的结构体系

5.国内外云技术技术的发展趋势预测

基于云计算等技术的云制造模式，将现有的网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网以及各种评价筛选模型等技术进行融合，从而实现各类制造资源的统一、集中智能化管理和经营。在网络化协同制造的基础上，实现了智能匹配，信息统一管理和专业的第三方信息服务平台运营等。

云制造服务平台可以为制造全生命周期过程提供完善的、按需匹配的、安全可靠的、最优廉价的各类制造资源和服务。云制造服务平台可以突破地理空间、文化差异的束缚，既能满足云制造服务需求者的服务请求，又可以为具备提供服务和资源资格的企业提供信息发布和业务拓展等服务。

通过云制造协同服务平台，实现制造信息资源的统一职能配置。将最优的服务资源和最契合的制造需求相结合，达到最优的资源配置，实现制造业的信息化智能化，并提高快速响应能力，为不同地域空间的核心制造商或制造服务需求客户端进行信息化服务，满足其对协同制造的需求。计算机网络技术的迅猛发展，推动了制造业网络化趋势的发展，极大地提高了制造业企业配置资源协同合作的效率。随着企业全球化及制造合作全球化趋势的发展，现代制造企业越来越重视在全球化范围内配置资源与跨地区间协同制造。利用计算机网络技术将分散在世界各地的制造资源和服务资源聚集在同一个信息平台上，对其进行统一的科学调