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云制造:制造领域的云计算分析

木马童年 2019-5-17 12:00 6 0

众所周知,现在的市场是从相对的稳定到动态多变,因此对制造企业的产品,以及它的开发时间、质量、成本、服务、环境、知识含量提出了严峻的挑战。我们国家已经是制造大国,但还不是强国,突出的表现就是在微笑曲线里 ...

众所周知,现在的市场是从相对的稳定到动态多变,因此对制造企业的产品,以及它的开发时间、质量、成本、服务、环境、知识含量提出了严峻的挑战。我们国家已经是制造大国,但还不是强国,突出的表现就是在微笑曲线里面,大多数企业处于最下端。这里提的"制造"是"大制造",他不同于从原材料到成品的传统制造概念,而是指覆盖产品全生命周期的活动,也就是从产品的市场分析开始,到加工生产,再到报废。这个制造活动可能在企业内部,也可以到企业之间,到全球。

什么叫制造业信息化?就是把信息采集传递加工处理应用的技术为核心,把信息技术建模仿真、设计管理等有关专业技术综合应用到企业的产品之全系统、全生命周期活动中,使三个要素"人、组织、精英管理技术",四个流"信息流、物流、价值流、管理流"发挥最大效用,从而使企业能够改善PTQCS,以达到增强企业或者集团的竞争能力。近来,特别是服务资源环境成为现代制造业竞争能力的关键因素,因此我们必须搞服务性的制造、绿色制造和中国制造。一种对策就是云制造。

什么是云制造?云制造从广义来说就是一种面向服务的高效、低耗,基于知识的网络化的新模式,融合现在信息化制造技术、云技术物联网等技术,把各类制造之间和制造能力集虚拟化、服务化并且进行统一的集中的智能化管理,从而通过网络和一个云制造平台中间件,将制造全生命周期的前期、中期、后期提供给用户,提供随时获取按需使用的优质廉价的服务。当然这是一个理想的概念。

云制造里实际生产加工、实验仿真、生产、管理四大活动可以作为一个活动。云制造中有软资源、硬资源。云制造服务或者制造云有什么特点?与一般不一样,互操作。协同,特别是对大规模复杂制造任务协同;各种各样的、五花八门的制造资源、制造能力进行异构集成。

云制造目前提出来,当然有它的基础,首先就是云计算概念以及它的技术推动。如果把制造资源带进现在所谓的制造资源,则完全可以走向服务化。融合一些新的技术,除了云计算所需要的技术之外,还可以加入比如物联网、Web、互联网、高效能计算等。

云制造系统的体系架构

云制造怎么运行?我认为它包含三大部分:制造资源和制造能力、制造云、制造全生命周期的活动。其运行的核心就是知识,包含进去、出来两个过程。云制造涉及三类用户,就是制造资源的提供者、制造云的运营者和制造资源的使用者。因此将来用户可以像使用水、电、煤气一样使用云制造资源,并且进行协同全生命周期高效工作。

为了实现这样的目标,云制造应具备一个体系结构,它共有五层--物理资源层、虚拟资源层、云制造核心服务层、应用接口层和应用层。

其中,物理资源层实际上就是通过嵌入式云终端技术和物联网技术,使各类物理资源能够接入到网络中,实现制造物理之间全面的互联,并且为云制造提供接口的支持。云制造虚拟资源层主要是将接入到网络中的各类制造资源汇聚成虚拟制造资源,并通过云制造服务定义工具、虚拟化工具等,将虚拟制造资源封装成云服务,发布到云层中的云制造服务中心。该层提供的主要功能包括云端接入技术、云端服务定义、虚拟化、云端服务发布管理、资源质量管理、资源提供商定价与结算管理和资源分割管理等。云制造核心服务层主要面向云制造三类用户(云提供端、云请求端、云服务运营商),为制造云服务的综合管理提供各种核心服务和功能,包括面向云提供端提供云服务标准化与测试管理、接口管理等服务;面向云服务运营商提供用户管理、系统管理、云服务管理、数据管理、云服务发布管理服务;面向云请求端提供云任务管理、高性能搜索与调度管理等服务。应用接口层,该层主要面向特定制造应用领域,提供不同的专业应用接口及用户注册、验证等通用管理接口。最后是应用层,该层面向制造业的各个领域和行业。不同行业用户只需通过云制造门户网站、各种用户界面(包括移动终端、PC终端、专用终端等),就可以访问和使用云制造系统的各类云服务。

云制造的关键技术

有了这个体系结构以后,云制造需要五大类关键技术--模式、体系架构、相关标准和规范;云端化技术;云服务的综合管理技术;云制造安全技术;云制造业务管理模式与技术。

--云制造模式、体系架构、相关标准及规范主要是从系统的角度出发,研究云制造系统的结构、组织与运行模式等方面的技术,同时研究支持实施云制造的相关标准和规范,其包括支持多用户的、商业运行的、面向服务的云制造体系架构;云制造模式下制造资源的交易、共享、互操作模式;云制造相关标准、协议、规范等,如云服务接入标准、云服务描述规范、云服务访问协议等。

--云端化技术主要研究云制造服务提供端各类制造资源的嵌入式云终端封装、接人、调用等技术,并研究云制造服务请求端接入云制造平台、访问和调用云制造平台中服务的技术,包括支持参与云制造的底层终端物理设备智能嵌入式接入技术、云计算互接入技术等;云终端资源服务定义封装、发布、虚拟化技术及相应工具的开发;云请求端接入和访问云制造平台技术,以及支持平台用户使用云制造服务的技术;物联网实现技术等。

--云服务综合管理技术主要研究和支持云服务运营商对云端服务进行接入、发布、组织与聚合、管理与调度等综合管理操作,包括云提供端资源和服务的接入管理,如统一接口定义与管理、认证管理等;高效、动态的云服务组建、聚合、存储方法;高效能、智能化云制造服务搜索与动态匹配技术;云制造任务动态构建与部署、分解、资源服务协同调度优化配置方法;云制造服务提供模式及推广,云用户(包括云提供端和云请求端)管理、授权机制等。

--云制造安全技术主要研究和支持如何实施安全、可靠的云制造技术,包括云制造终端嵌入式可信硬件;云制造终端可信接入、发布技术;云制造可信网络技术;云制造可信运营技术等;系统和服务可靠性技术等。

--云制造业务管理模式与技术主要研究云制造模式下企业业务和流程管理的相关技术,包括云制造模式下企业业务流程的动态构造、管理与执行技术;云服务的成本构成、定价、议价和运营策略以及相应的电子支付技术等;云制造模式各方(云提供端、云请求端、运营商)的信用管理机制与实现技术等。

云制造仿真平台的实现

我将云仿真平台分为资源层、服务层和门户支撑工具层、应用层,其中每一层都有安全问题。为此需要求解环境,建立可视化门户,普视化门户。怎么把云仿真平台用到协同设计。众所周知,从模型角度来说,有起落架控制模型,起落架多启动模型。为实现这个目标,需要各种各样的工具。为此,我们现在构成了一个仿真中心,这个中心里面有高性能计算机以及很多的硬件和软件,同时有一个"云+端"的使用模式。

该平台一开始就是基于资源虚拟化的技术,包装和各类仿真模型,通过一个高性能计算机集群进行虚拟化。用户在平台上注册后,能够自动提出问题,平台自动把虚拟化的东西调到硬件、软件的地方,构成用户所需要的仿真系统。紧接着用户应用我们异构的(HAITI)来实现刚才异构的应用软件之间的协同运行,来解决好起落架的实际问题。

云制造的发展将是一个长期的阶段性的渐进过程,而不是一蹴而就的项目工程,需要依靠政府、产业界、学术界多方面的联合与共同努力。云制造是云计算理念在制造业的体现和发展,它为制造业信息化实际生产管理服务提供了崭新的理念和模式。

在不久的将来,多智时代一定会彻底走入我们的生活,有兴趣入行未来前沿产业的朋友,可以收藏多智时代,及时获取人工智能、大数据、云计算和物联网的前沿资讯和基础知识,让我们一起携手,引领人工智能的未来!

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