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文档介绍:第8章云制造第8章云制造 云制造的提出背景及定义 云制造的特征及应用方向 云制造的体系结构及技术体系 云制造服务平台 云制造与相关先进制造模式的关系 云制造的研究现状及未来展望 小结第8章云制造 云制造的提出背景及定义 云制造的提出背景 制造的服务化、基于知识的创新能力,以及对各类制造资源的聚合与协同能力、对环境的友好性已成为当前企业竞争力的关键要素和制造业信息化发展的趋势。我国制造业正处于从生产型向服务型、从价值链的低端向中高端,从制造大国向制造强国、从中国制造向中国创造转变的关键历史时期。如何培育新型制造服务模式, 满足制造企业最短的上市速度(Time) 、最好的质量(Quality) 、最低的成本(Cost) 、最优的服务(Service) 、最清洁的环境(Environment) 和基于知识( Knowledge )的创新即 TQCSEK 的需求,支撑绿色和低碳制造,实现中国创造,进而推动经济增长方式的转变,是未来 5至10年我国制造业发展需要解决的重大问题。第8章云制造 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、制造网格等为代表的相关制造业信息化课题,并且已取得了一系列成果,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,仍然是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。第8章云制造 与此同时,以云计算、物联网、虚拟物理融合系统 CPS ( Cyber PhysicalSystems )、虚拟化技术、面向服务技术(如知识服务、服务技术等)、高性能计算等为代表的先进技术正迅猛发展,并在各个行业得到应用。 在这种背景下,李伯虎院士及其研究团队于 2009 年6月首次提出了云制造的概念,并于 2010 年1月在《计算机集成制造系统》第一期公开发表了第一篇关于云制造的学术文章, 系统阐述了云制造的内涵、理论体系与技术框架等。第8章云制造 云制造的定义 云制造是一种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式,是对现有网络化制造与服务技术进行的延伸和变革。它融合现有信息化制造技术及云计算、物联网、语义 Web 、高性能计算等信息技术,将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化,构成制造资源和制造能力池,并进行统一的、集中的智能化管理和经营,实现智能化、多方共赢、普适化和高效的共享与协同,通过网络和云制造系统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、优质廉价的智慧服务。云制造是一种通过实现制造资源和制造能力的流通从而达到大规模收益、分散资源共享与协同的制造新模式, 其运行原理如图 8-1所示。第8章云制造图8-1 云制造的运行原理图第8章云制造从图 8-1中可以看出,云制造系统中的用户角色主要有三种,即云服务提供者( CloudServiceProvider,CSP )、云服务运营者、云服务使用者( CloudServiceDemander,CSD )。 CSD 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(云服务运营者);云服务运营者主要实现对云服务的高效管理、运营等, 可根据 CSD 的应用请求,动态、灵活地为其提供服务; CSD 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。第8章云制造 云制造的特征及应用方向 云制造的特征 云制造具有以下典型特征: ( 1)面向服务和需求的制造。云制造一改制造长期以来面向设备、面向资源、面向订单、面向生产等的形态,真正转为面向服务、面向需求。在云制造中,一切能封装和虚拟化的都作为制造云服务(包括制造资源作为服务、制造能力作为服务、制造知识作为服务等),这种大转变是作为实现生产型企业向服务型企业转变、实现制造即服务( Manufacturing asaService , MFGaaS )的基础。第8章云制造(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,这就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