云制造技术简介及其特点与应用摘要:本文首先简要地介绍了云制造技术的概念和云制造技术的技术基础及其研究现状。
在此基础上较为详细地介绍了云制造技术的特点与应用,并将结合云制造技术的特点将云制造技术及其他先进制造技术进行了比较,分析了云制造技术的优势。
最后简单分析了云制造技术的发展趋势和应用前景。
关键词:云制造云制造技术先进制造技术Abstract: This paper introduces the concept of cloud manufacturing technology and the foundation technology , the development process and research status of of cloud technology. On the basis of them a more detailed description of the characteristics of cloud manufacturing technology and application, and the combination of cloud manufacturing technical characteristics of the cloud manufacturing technology and other advanced manufacturing technology for the comparison and analysis the advantages of the cloud manufacturing technology . Finally analysis the development trends and application prospects of cloud technology briefly.Keywords: cloud manufacturing cloud manufacturing technologyadvanced manufacturing technology0引言当今世界,制造业信息化是制造业发展的必然趋势,也是中国由制造大国转变为制造强国的必由之路。
制造业信息化的目标就是通过信息化来促进企业生产模式和管理模式的变革,加速信息等的流动,提高信息等资源的利用率,最终增强企业的生产能力从而提高企业的经济效益。
【1】随着制造业信息化的不断发展并不断深化,以及电子技术、信息技术、制造技术、物联网技术等技术的不断进步,尤其是云计算技术的提出和实际应用,最终导致了云制造技术的出现。
可以说云制造技术是制造业信息化的最新成果,尽管这个成果还不太成熟完善,但是相信随着制造业信息化的不断发展以及其他相关技术的不断进步,云制造技术会越来越完善,越来越体现出其在促进中国从制造业大国向制造业强国方面的巨大作用。
1云制造技术简介1.1云制造技术的概念云制造,是在“制造即服务”理念的基础上,借鉴了云计算思想发展起来的一个新概念。
云制造是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品,是制造即服务理念的体现。
采取包括云计算在内的当代信息技术前沿理念,支持制造业在广泛的网络资源环境下,为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务。
【2】云制造技术这个概念是借鉴现在十分流行的云计算概念而提出的,可知云计算的思想和概念对云制造技术的影响之深。
要想理解什么是云制造技术,首先必须了解云计算的思想和概念。
所谓云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。
云是网络、互联网的一种比喻说法。
狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。
这种服务可以是IT 和软件、互联网相关,也可是其他服务。
它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。
【3】从上述云计算的定义,大致可以将云计算概括为以资源有偿共享或无偿共享的方式,通过不断发展的信息技术尤其是互联网技术,向各个层面的用户提供他们所需要的资源,这些资源可以是软件,数据,虚拟存储等等。
云制造是为降低制造资源的浪费,借用云计算的思想,利用信息技术实现制造资源的高度共享。
建立共享制造资源的公共服务平台,将巨大的社会制造资源池连接在一起,提供各种制造服务,实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享。
企业用户无需再投入高昂的成本购买加工设备等资源,咨询通过公共平台来购买租赁制造能力。
在理想情况下,云制造将实现对产品开发、生产、销售、使用等全生命周期的相关资源的整合,提供标准、规范、可共享的制造服务模式。
这种制造模式可以使制造业用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务。
1.2云制造技术的技术基础云制造的产生一方面得益于传统IT产业的不断发展,另一方面也得益于传统制造业的持续升级,同时融合了目前最为流行的云计算,可以看作是信息技术、制造技术、物联网技术和物流技术等的多方融合。
云制造技术是在信息技术、制造技术、物联网技术、物流技术以及云计算技术的不断发展下应运而生的,上述所述的技术就是云制造技术的基石,是云制造技术的技术基础。
云制造是将制造业资源进行虚拟化、优化调度并协同互联,制造资源包括制造全生命周期活动中的各类制造设备(如机床、加工中心、计算设备)及制造过程中的各种模型、数据、软件、领域知识等,因此,云制造的实现需要融合语义Web、嵌入式系统技术、物联网、高效能计算等新技术。
【4】1、信息技术:语义Web是计算机领域和互联网领域的术语化定义,其基本含义即基于网络建立任何微小数据的连接,这种连接不仅仅局限于网页。
该技术的发展为基于知识的智能计算奠定了基础。
嵌入式是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。
通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。
如手表、微波炉、录像机、汽车等,都是用嵌入式系统。
该技术的发展为实现终端物理设备智能接入提供了使能技术。
同时,高性能计算机的应用和高性能技术的发展为求解复杂的制造问题和开展大规模协同制造提供了可能。
信息技术尤其是互联网技术的不断发展与进步为云制造技术的出现提供了必不可少的基础条件,可以说没有信息技术就没有云制造技术,云制造技术的应用无时无刻是建立在信息技术的基础之上的。
2、物联网技术:物联网技术是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
该技术的快速发展,促进了各类物与物之间的互联。
物联网技术将各种控制设备和各种加工制造装备完美地互联了起来,组建成一个制造网,为云制造技术的高效应用提供了可能,使得用户可以通过信息技术并结合自身的生产制造条件高效、即时应用云制造技术,从而快速提高企业设计、制造的效率,改善产品的质量,提高市场竞争力。
3、云计算技术:云计算是一种基于互联网的计算新模式,通过云计算平台把大量的高度虚拟化的计算资源管理起来,组成一个大的资源池,用来统一提供服务,通过互联网上异构、自治的服务形式为个人和企业用户提供按需即取的计算服务。
不难推论,若将“制造资源”代以“计算资源”,云计算的计算模式和运营模式将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。
云制造技术的思想即来源于云计算技术,可见云计算技术对云制造技术的影响之深,可以说云制造技术就是借鉴云计算发展起来的在制造领域兴起的一种崭新的先进制造模式,这种模式将不断的发展并深化并将彻底地改变制造业的发展模式,促进制造业的不断信息化、个性化、快速化的发展。
下图是云制造的图示,可以帮助我们更好地了解云制造技术的含义:云制造技术基础图1 云制造示意图现将云制造技术总结如下:云制造技术是建立在云计算技术、信息化制造技术、物联网技术、高性能计算技术、服务计算技术和智能科学技术基础之上的,以制造即服务为理念的,互联网为制造信息组成模式的,贯穿制造产品全生命周期的,即时提供各种加工、制造、生产、销售、维护等信息的一种全新的先进制造生产组织方式。
这种制造方式伴随着制造业信息化的发展而出现,并不断地促进制造业信息化的发展。
1.3云制造技术的研究现状云制造概念自2010年提出后,已经引起了学术界和产业界的广泛关注。
国内的一些单位已经开始对云制造的内容进行研究和应用,如神舟软件公司等公司与浙江大学、上海交通大学、西北工业大学等大学联合研究的“云制造服务平台关键技术研究”国家863主题项目;北京恩维协同科技有限公司开展了云管理(ERP)服务,斯通科技发展(香港)有限公司基于云制造的刀具管理软件及“刀网服务”;用友集团提供的企业云客户关系管理(CRM)服务等。
国外的salesforce公司提供了一系列企业级云服务解决方案,如Salesforce、CRM、salesCloud等;欧盟第七框架于2010年启动了制造云项目,总投资500多万欧元,目的是为了在软件即服务(SaaS,softwareasaService)的应用模式下,为用户提供可配置制造能力服务。
在研究领域,云制造还处于初步研究阶段。
针对终端使用者、企业以及云服务者,讨论了云计算的一些基本特性,并详细讨论了云计算作为一门新兴技术和服务模式对制造行业的冲击,最后形成云制造;陶飞等为买现基于知识的制造资源和制造能力的共享与协同,设计了制造云服务管理原型系统功能结构,对基于云制造全生命周期运行的云服务组合需求进行了阐述;顾新建等研究了云制造中的成组技术;范文慧等提出了基于联邦模式的云制造联邦集成架构及云制造联邦执行支撑环境,为多个异构云制造平台集成提供了一种有效的集成方案;黄刚等提出了一种基础数据云与应用云分离的云制造服务框架,为构建云制造服务的实际应用模式提供了新的思路;贺东京等围绕复杂产品设计过程中设计者之间的分布协同以及信息资源共享和知识重用等问题,提出了一种基于云服务的复杂产品协同设计方法;战德臣等在研究面向制造及管理的集团企业云制造服务平台基础上,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;李伯虎等针对仿真领域,基于仿真网格的研究成果,提出了一种基于云计算理念的网络化建模与仿真平台;马翠霞等对云制造环境下的用户界面特征进行了分析,提出了云制造环境下普适人机交互技术的研究框架;尹胜等针对云制造环境下外协加工服务资源和服务需求信息的属性构成及分散性、异构性、动态性和组合性等特点,提出并建立了一种能促进云制造环境下外协加工资源快速共享和高效利用的、具有广域集成和分散服务特点的集成服务模式;任磊等对云制造总资源的虚拟化进行了研究;尹超等对中小企业云制造服务平台共性关键技术体系进行了研究;顾新建等在云制造基础上提出了一种未来工厂模式——智慧制造企业。