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新型制造与工业云如何共谋产业转型升级之路?

 继“控制工程中文版”微信公众号相继发布《工业云应用发展白皮书》(2016)第二章第一节《工业云国内外发展现状》、第二节《工业云与相关技术》以及第三节《工业云典型应用案例》后,白皮书的内容获得了广大读者的充分肯定,截至本篇文章发布之前,我们已向将近5000位申请白皮书的读者发送了PDF电子版。今天,小编将继续分享白皮书第二章第四节《工业云与新型制造模式》与第五节《工业云与工业集成》,深度解读工业云与智能制造、大规模个性化定制、网络协同制造、服务型制造以及云制造之间的关系,以及工业云将如何助力工业企业的转型升级之路。

 
工业云与新型制造模式
 
在《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中指出,将在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造,打造一批网络化协同制造公共服务平台,加快形成制造业网络化产业生态体系。工业云的完善和发展,将重点依托新型制造模式来实现;而智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造也将借助工业云平台来实现制造的网络化、智能化、服务化和协同化。
 
 
1工业云与智能制造
 
智能制造是基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征,可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。
 
 
工业云基于云计算多种架构重新设计或重构工业领域相关软件,以适应智能制造在设计和制造等细分环节的需求。一方面,工业云建立起先进的生产控制、营销、资源供应和价值创新机制,将各种生产制造的资源虚拟化,为智能制造做平台级重要支撑。另一方面,利用工业云,通过设计协同、制造协同、供应链协同、服务协同等,实现产品开发、生产制造、经营管理等在企业内部或不同企业间的信息共享和业务协同,基于工业云真正实现智能制造。
 
工业云是智能制造的信息中枢,是智能制造的实现基础,同时智能制造又能促进工业云门类的丰富,形成更为完善和丰富的工业云应用市场。
 
2工业云与大规模个性化定制
 
大规模个性化定制模式以用户或订单为中心,根据产品总体结构或者原型,结合个性化需求完成产品设计和生产制造。大规模个性化定制以品种多、个性化、专业化、网络化、柔性化和效率高等特点快速灵活生产产品或提供服务满足客户的个性化需求。
 
 
大规模个性化定制应用通常需要强大的信息系统和计算能力去处理复杂多样化的问题,工业云可以为大规模个性化定制应用提供必要的技术支持环境,能够轻松实现大规模定制企业与客户互动,以及企业之间或企业内部的共享与协作,在提供低廉的基础设施成本的同时,还具备更高的性能和灵活性、扩展性。工业云的设计生产,以及丰富的人机交互能力和虚拟物件展示能力,使得企业在产品尚未制造出来以前,就可实现用户产品体验并反馈意见,再根据用户的特殊需求进行产品最终设计,大规模的个性化定制可依托于工业云的技术和服务响应速度,有力降低成本压力和扩散难度。
 
3工业云与网络协同制造
 
网络协同制造基于网络制造、全球制造和敏捷制造的生产模式,采用互联网技术,建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟,有效实现研究、设计、生产和销售各种资源的重组,提高企业的市场快速反应和竞争能力。网络协同制造打破时间和地域约束,实现动态资源调配与协同运行,可最大限度缩短新品上市的时间和生产周期,快速响应客户需求,提高设计和生产的柔性。
 
 
工业云利用云化和细化的设计、生产和销售环节,打破原来各自企业以及企业内部固守的分配格局,为新的登云用户提供更加平等的生态环境、增加供给和优化企业布局,可以更有效地将局部优势转换为整体优势。因此,工业云是网络协同制造的前提。另一方面,在工业云能够动态地实现全系统、全生命周期和全方位的互联、互通和协同的同时,网络协同制造可以为云服务企业提供敏捷化的、动态协同管理能力,实现多主体按需动态构建工业云服务,并帮助工业云参与方实现业务协同运作中的有机融合与无缝集成。新的服务模式和业态逐步在全行业推广,将有效改善我国制造企业目前普遍存在的生产与创新能力低和成本高等问题。
 
4工业云与服务型制造
服务型制造将物理资源或虚拟资源进行服务化封装,对封装的服务进行建模和描述并发布到云平台,提供生产性服务和服务性生产,实现分散化制造资源的整合和企业核心竞争力的高效利用,使得以传统产品制造为核心的模式向以提供服务为核心的模式转变。服务型制造可建立制造基地或业务流程外包,实现制造价值链中利益相关者价值增值,降低企业制造成本和增强产业竞争力,进而利于提高全要素生产率、产品附加值和市场占有率。
 
 
工业云因对产品全生命周期管理进行全面介入,可以有效地对产品全生命周期进行追踪和反馈,这些追踪和反馈构成了服务型制造的本质。因此,依托工业云形成的追踪反馈双向链条是服务型制造的关键所在。一方面,工业云服务按需获取的使用模式改变了生产制造长期以来面向生产、面向设备、面向订单、面向资源等的形态,把用户的需求放在产业价值链的首端,实现了真正的面向服务、面向需求的生产制造。这种转变是实现生产型企业向服务型企业转变、实现资源优化配置以提高资源利用率的关键。另一方面,服务型制造企业可以利用工业云提供的服务化技术对生产制造资源和能力进行重新封装和组合,形成制造过程所需要的设计、仿真、生产加工、管理和集成等服务,从而为用户提供优质廉价、按需使用的服务,并能提高制造系统的开放性、互操作性、敏捷性和集成能力,进一步有效节约企业运维成本,提升用户体验,大幅拓展产品的价值空间。
 
5工业云与云制造
云制造是一种基于网络的、面向服务的智能制造新模式。它融合发展了现有信息化制造(信息化设计、生产、试验、仿真、管理、集成)技术与云计算、物联网、服务计算、智能科学等新兴信息技术,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的服务池,并进行统一的、集中的优化管理和经营,从而使用户只要通过网络和制造就能随时随地地按需获取制造资源与制造能力的服务,进而智能地完成其产品全生命周期的各类活动。
 
 
云制造是实施“工业云”的一种智造模式和手段,其在促进企业创新驱动和转型升级方面拥有巨大优势。工业云以公共服务平台为载体,通过虚拟化、服务化和协同化汇聚分布、异构的制造资源和制造能力,在制造全生命周期各个阶段根据用户需求提供优质、及时、低成本的服务,实现制造需求和社会化制造资源的高质高效对接。一方面,工业云在存储海量数据的硬件资源和配置可处理海量数据的软件环境的基础上,定位于实现底层工业设施互联并建立起互联网平台,其主要特征包括制造资源和能力的高度集成和共享、面向网络的制造和按需提供服务。另一方面,工业云与云制造两者相互促进、相辅相成,工业云为云制造提供了底层的技术支撑,云平台企业和用户利用开放的相关接口和权限,通过工业云平台可获得供需撮合、资源共享、能力协同等全方位和全生命周期的工业服务;而云制造帮助企业打造面向生产制造的动态协作网络,实现生产制造业务过程的柔性重组、自动衔接、全局优化,向用户提供最优质的社会化加工、检测等设备,帮助生产制造企业释放产能,提高生产加工资源利用率。
 
工业云与工业集成
工业企业生产模式发展的主要方向是智能制造、大规模个性化定制、网络协同制造、服务型制造、云制造等新型制造模式。这些制造模式的发展具有复杂性、系统性,既涉及设计、生产、物流、销售、服务等产品全生命周期的产业链协作,又涉及执行设备层、控制层、管理层、企业层、协同层等企业内部集成。实现新的制造模式,需实现制造业产业链企业间的横向集成、企业内部业务的纵向集成和基于用户价值链的端到端的集成。基于工业云的横向集成、纵向集成与端到端集成如图所示。
 
 
基于工业云的横向集成、纵向集成与端到端集成
 
工业云提供了工业领域所需的各种业务能力服务,这部分服务既涉及企业间的协同合作,也涉及企业内部各业务单元的高效协作。工业云将帮助工业实现三大集成,助力工业企业的转型升级。
 
1工业云与横向集成
横向集成是产业链企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,为实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务,推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成,实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。
 
工业云基于产品价值网络,以优化资源配置和增强要素流动为目标,提供了贯穿产品的全生命周期的业务能力服务,促进不同企业之间开展形式多样的合作。工业云为实现横向集成提供了面向行业或地域内的企业间的生产协同服务、供应链协同服务。
 
2工业云与纵向集成
 
纵向集成是企业内部业务流程的集成,贯穿企业内部管理、运行、控制及现场多个层级,是实现柔性生产、绿色生产的途径。
工业云提供工业企业内部所需工业软件及相关集成服务,贯穿企业内部各个业务单元,使企业高效运。工业云提供的典型应用有工业数据集成服务和工业系统集成服务等。
 
工业数据集成服务基于工业物联技术,实现了工厂内不同层级的硬件设备,从最小的嵌入设备和基础元器件开始,到感知设备、制造设备、制造单元和生产线,相互间的互联互通,构建了“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。
 
工业系统集成服务消除企业内部信息孤岛,实现不同业务流程及系统间的有机集成。
 
3工业云与端到端集成
 
端对端集成是基于满足用户需求的价值链的集成,通过价值链上不同企业间及每个企业内部的资源的整合及协作,是实现个性化定制服务的根本途径。端到端集成可以是企业内部的纵向集成,可以是产业链中的横向集成,也可以是两者的交互融合。
 
工业云提供了实现从用户需求、订单、产品设计、生产制造、物流配送、使用维护等的以满足用户需求为目标的全生命周期的管理和服务。同时,工业云的端到端典型应用,为个性化定制服务奠定了坚实的基础。