云制造:制造信息化新模式與新手段
在這里“制造”不是指傳統的加工生產,而是“大制造”,有“三大”:一是產品的活動與過程覆蓋面“大”,涉及產品全生命周期:從需求認證、概念設計、加工、生產、實驗、運行、維護到報廢,或是到再制造,傳統的就是加工生產;二是制造活動面大,可以在企業內也可以在企業間,甚至到全球;三是制造類型覆蓋面大,包括離散制造業、流程制造業、混合制造業等。
眾所周知,目前我國許多制造業處在“微笑曲線”的下端,附加價值低。缺點有兩方面:一是產品開發,二是服務,當然還有能耗高、污染等問題。宏觀上講,我國制造業正面臨著一個關鍵歷史時期,價值鏈從低端向中高端、從制造大國向制造強國、從中國制造向中國創造轉變,具體是要培育新的制造模式和新的手段來滿足產品的上市時間、質量、成本、服務、知識,要改善對環境的污染。也就是說競爭能力必須要提高,這是未來5-10年我國制造業發展需要解決的重大課題。
圍繞企業競爭能力的提高,一場制造信息化為特征的制造變革一直在進行。制造業信息化是一項復雜的戰略系統工程,這是實現我們從制造大國向制造強國邁進、從中國制造向中國創造轉變的戰略舉措。而“云制造”模式和手段是制造業信息化的一種有效的新模式和新手段,能夠促進我們從制造大國向制造強國的邁進。云制造是一種基于網絡的面向服務的智慧化制造新模式
那么什么是“云制造”呢?它是基于各種各樣網絡的面向服務的智慧化的制造新模式,網絡、服務、智慧化是三個關鍵詞。具體來說,它融合發展了現有的信息化制造和新興信息技術以及制造應用領域有關的技術。這三類技術融合發展,把各類制造資源和大制造能力虛擬化、服務化,構成制造資源和制造能力的服務云池,對這個“池”要協調優化管理經營,最后用戶通過終端和網絡、“云制造”平臺的軟件就能夠隨時按需獲取制造資源和能力服務,進而智慧化地完成制造全生命周期的各類活動。“云制造”系統實質是一種基于各類網絡組合的人、機、物、信息融合的新型的制造互聯網。
目前“云制造”系統跟以前的信息化制造系統的區別在于:一、數字化。將制造資源和能力的屬性及靜動態行為等信息轉變為數字、數據、模型,以進行統一分析、規劃和重組管理,制造資源和能力必須與數字化技術融合,形成能用數字化技術控制、監控和管理;二、物聯化。“云制造”融合了物聯網信息物理融合技術等最新信息技術,實現軟硬制造資源能力的全系統、全生命周期、全方位的透徹接入和感知,制造資源和能力的物聯化;三、虛擬化。虛擬化就是把制造資源和能力提供邏輯和抽象的表示與管理,它不受各種具體物理限制的約束。這個技術同時在需要的時候還可以進行實時遷移和動態調度;四、服務化。把虛擬化的東西落實之后再用服務計算技術進行封裝組合到一個資源多人用、多個資源一人用的作用;五、協同化。比如航天就要通過合作,因此要通過協同使技術層面上云服務模塊能夠實現全系統、全生命周期、全方位的互聯、互通、協同,同時從管理層中要支持虛擬化的組織;六、智能化。使用智能科學技術涉及兩個維度:一是制造全生命周期的各種活動都要智能化。此外,只要制造資源和能力本身有的生命周期,要建立、發現、使用、銷毀它,所以為兩個生命周期活動提供服務。
“云制造”服務對象可分為兩類:第一是制造企業的用戶,很多制造企業可以作為制造云里的用戶;還有一類是制造產品的用戶。服務的內容包括:認證、設計、生產、加工、實驗、仿真、經營管理等,主要為制造企業提供。產品的運營服務、維修服務都是為制造產品的用戶進行服務,還有一個它們的集成。所以“云制造”服務特點跟以前的制造相比,它是按需動態架構,互操作,協同,網絡化的異構融性的橫向縱向的集成,超強、快速、無限能力,全生命周期的智慧制造,這就是云制造技術的服務特點。
“云制造”是云計算在制造領域的落地與延伸
實際上從模式上來說“云制造”是云計算的落地和延伸。第一,“云制造”資源共享的內容。云計算是計算資源,“云制造”是制造資源、制造能力;第二,服務和內容模式方面有很大差別。同時它可以交互協同全生命周期制造服務,因此它的自身技術要拓展,不僅僅是云計算現有的技術。
云計算技術為制造資源、能力提供了新制造模式;物聯網技術為制造領域中各類物與物之間的互聯和實現制造智慧化提供了技術;服務計算技術為制造資源、能力的服務化提供了技術;自動化為危險評估提供技術;智能科學為智能化提供技術;大數據為活動的精準、高效、智能化提供技術;電子商務為商務活動提供技。信息化制造業技術是“云制造”的基礎技術,因此,“云制造”是制造業信息化的新模式新手段。它由生產型向生產+服務型為主導的隨時隨地按需個性化、社會化、可持續方向發展。它的手段是智慧化,體現在數字化、物聯化、虛擬化、服務化、協同化、智能化。
在業務驅動需求下,制造領域并不是最后,60-80年代是質量成本,后來加了時間、服務、質量、成本、環境知識。技術也是集成、協同、網絡、敏捷、服務、綠色、智能一直在發展,模式則從計算機集成制造再到并行工程、網絡化制造、智慧制造,而“云制造”只是其中一種智慧制造模式。
“云制造”是一種取代大規模生產的新模式
《3D打印:從想象到現實》一書中提到,“云制造”是一種取代大規模生產的新模式。3D打印技術將推動未來的商業模式,書中引用了維基百科的“云制造”定義,就是把各種制造資源和能力聯成網。所以它說“3D打印”是云制造的“催化劑”。“云制造”本身是一個產業,是廣義云計算的一部分。目前剛剛起步,在里面是大有潛力,所以要自主可控,形成“云制造”產業鏈還需要時間以及各方面的共同努力。
最近這兩年運用“云制造”在“智慧城市”里面也做了一些努力。“智慧城市”里面包括感知層、通信層、智能處理層。而“智慧產業”即“智慧制造”和“制造物流”就很重要。不僅提出了“智慧制造”的定義,同時為了提高企業競爭力、轉變城市經濟增長方式,建立了“云制造”交易中心、制造服務中心、“云制造”運營中心,延伸產業鏈實現轉型升級,把本地資源和能力,國內制造資源能力甚至是全球的資源能力集合起來。
加快推進“云制造”系統的“三要素”及“五流”的集成
目前我們要做的是突出“云制造”的特點與優勢,突出應用需求牽引“云制造”系統建設,推動“云制造”系統的“三要素”(人/組織、經營管理、技術)及“五流”(信息流、物流、資金流、知識流、服務流)的集成,突出新一代信息技術、大制造技術和產品專業技術的深度融合,突出以建立制造信息化新模式與新手段為核心,突出面向制造企業與產品用戶兩類對象,突出中國特色工業化、信息化、城鎮化同步發展,突出政、產、學、研、用團隊力量的結合。
接下來便是階段成果的工程化、產業化要深化融合。特別是要注重“工業云”創新項目。在技術上要深化與應用有關的技術,特別是重視與產品用戶服務有關的技術和產品售前、售中、售后服務及有關技術。能力的協同和交易需要再加強,還需要再加強推廣宣傳。在具體技術上要突出新興技術的應用,例如移動互聯網、大數據、基于模型的工程技術,還有3D打印技術與“云制造”技術的融合,標準化技術與安全技術的發展,結合各個行業與企業制造有特色的商業模式。這是一個戰略工程,必須要由政府引導,加快成立知識創新體系、技術創新體系、產業創新體系和應用創新體系。
最后,在具體做“云制造”的時候,一定要圍繞轉變經濟增長方式,增強企業競爭能力的目標做良性循環。一定要企業一把手領導,按照復雜系統工程來重視“三要素”、“五流”的集成優化。
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