繼“控制工程中文版”微信公眾號相繼發(fā)布《工業(yè)云應用發(fā)展白皮書》(2016)第二章第一節(jié)《工業(yè)云國內外發(fā)展現狀》、第二節(jié)《工業(yè)云與相關技術》以及第三節(jié)《工業(yè)云典型應用案例》后,白皮書的內容獲得了廣大讀者的充分肯定,截至本篇文章發(fā)布之前,我們已向將近5000位申請白皮書的讀者發(fā)送了PDF電子版。今天,小編將繼續(xù)分享白皮書第二章第四節(jié)《工業(yè)云與新型制造模式》與第五節(jié)《工業(yè)云與工業(yè)集成》,深度解讀工業(yè)云與智能制造、大規(guī)模個性化定制、網絡協同制造、服務型制造以及云制造之間的關系,以及工業(yè)云將如何助力工業(yè)企業(yè)的轉型升級之路。

工業(yè)云與新型制造模式
在《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》中指出,將在重點領域推進智能制造、大規(guī)模個性化定制、網絡化協同制造和服務型制造,打造一批網絡化協同制造公共服務平臺,加快形成制造業(yè)網絡化產業(yè)生態(tài)體系。工業(yè)云的完善和發(fā)展,將重點依托新型制造模式來實現;而智能制造、大規(guī)模個性化定制、網絡化協同制造和服務型制造也將借助工業(yè)云平臺來實現制造的網絡化、智能化、服務化和協同化。
1工業(yè)云與智能制造
智能制造是基于新一代信息技術,貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環(huán)節(jié),具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。具有以智能工廠為載體、以關鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心、以端到端數據流為基礎、以網絡互聯為支撐等特征,可有效縮短產品研制周期、降低運營成本、提高生產效率、提升產品質量、降低資源能源消耗。
工業(yè)云基于云計算多種架構重新設計或重構工業(yè)領域相關軟件,以適應智能制造在設計和制造等細分環(huán)節(jié)的需求。一方面,工業(yè)云建立起先進的生產控制、營銷、資源供應和價值創(chuàng)新機制,將各種生產制造的資源虛擬化,為智能制造做平臺級重要支撐。另一方面,利用工業(yè)云,通過設計協同、制造協同、供應鏈協同、服務協同等,實現產品開發(fā)、生產制造、經營管理等在企業(yè)內部或不同企業(yè)間的信息共享和業(yè)務協同,基于工業(yè)云真正實現智能制造。
工業(yè)云是智能制造的信息中樞,是智能制造的實現基礎,同時智能制造又能促進工業(yè)云門類的豐富,形成更為完善和豐富的工業(yè)云應用市場。
2工業(yè)云與大規(guī)模個性化定制
大規(guī)模個性化定制模式以用戶或訂單為中心,根據產品總體結構或者原型,結合個性化需求完成產品設計和生產制造。大規(guī)模個性化定制以品種多、個性化、專業(yè)化、網絡化、柔性化和效率高等特點快速靈活生產產品或提供服務滿足客戶的個性化需求。
大規(guī)模個性化定制應用通常需要強大的信息系統和計算能力去處理復雜多樣化的問題,工業(yè)云可以為大規(guī)模個性化定制應用提供必要的技術支持環(huán)境,能夠輕松實現大規(guī)模定制企業(yè)與客戶互動,以及企業(yè)之間或企業(yè)內部的共享與協作,在提供低廉的基礎設施成本的同時,還具備更高的性能和靈活性、擴展性。工業(yè)云的設計生產,以及豐富的人機交互能力和虛擬物件展示能力,使得企業(yè)在產品尚未制造出來以前,就可實現用戶產品體驗并反饋意見,再根據用戶的特殊需求進行產品最終設計,大規(guī)模的個性化定制可依托于工業(yè)云的技術和服務響應速度,有力降低成本壓力和擴散難度。
3工業(yè)云與網絡協同制造
網絡協同制造基于網絡制造、全球制造和敏捷制造的生產模式,采用互聯網技術,建立靈活有效、互惠互利的動態(tài)企業(yè)聯盟,有效實現研究、設計、生產和銷售各種資源的重組,提高企業(yè)的市場快速反應和競爭能力。網絡協同制造打破時間和地域約束,實現動態(tài)資源調配與協同運行,可最大限度縮短新品上市的時間和生產周期,快速響應客戶需求,提高設計和生產的柔性。
工業(yè)云利用云化和細化的設計、生產和銷售環(huán)節(jié),打破原來各自企業(yè)以及企業(yè)內部固守的分配格局,為新的登云用戶提供更加平等的生態(tài)環(huán)境、增加供給和優(yōu)化企業(yè)布局,可以更有效地將局部優(yōu)勢轉換為整體優(yōu)勢。因此,工業(yè)云是網絡協同制造的前提。另一方面,在工業(yè)云能夠動態(tài)地實現全系統、全生命周期和全方位的互聯、互通和協同的同時,網絡協同制造可以為云服務企業(yè)提供敏捷化的、動態(tài)協同管理能力,實現多主體按需動態(tài)構建工業(yè)云服務,并幫助工業(yè)云參與方實現業(yè)務協同運作中的有機融合與無縫集成。新的服務模式和業(yè)態(tài)逐步在全行業(yè)推廣,將有效改善我國制造企業(yè)目前普遍存在的生產與創(chuàng)新能力低和成本高等問題。
4工業(yè)云與服務型制造
服務型制造將物理資源或虛擬資源進行服務化封裝,對封裝的服務進行建模和描述并發(fā)布到云平臺,提供生產性服務和服務性生產,實現分散化制造資源的整合和企業(yè)核心競爭力的高效利用,使得以傳統產品制造為核心的模式向以提供服務為核心的模式轉變。服務型制造可建立制造基地或業(yè)務流程外包,實現制造價值鏈中利益相關者價值增值,降低企業(yè)制造成本和增強產業(yè)競爭力,進而利于提高全要素生產率、產品附加值和市場占有率。
工業(yè)云因對產品全生命周期管理進行全面介入,可以有效地對產品全生命周期進行追蹤和反饋,這些追蹤和反饋構成了服務型制造的本質。因此,依托工業(yè)云形成的追蹤反饋雙向鏈條是服務型制造的關鍵所在。一方面,工業(yè)云服務按需獲取的使用模式改變了生產制造長期以來面向生產、面向設備、面向訂單、面向資源等的形態(tài),把用戶的需求放在產業(yè)價值鏈的首端,實現了真正的面向服務、面向需求的生產制造。這種轉變是實現生產型企業(yè)向服務型企業(yè)轉變、實現資源優(yōu)化配置以提高資源利用率的關鍵。另一方面,服務型制造企業(yè)可以利用工業(yè)云提供的服務化技術對生產制造資源和能力進行重新封裝和組合,形成制造過程所需要的設計、仿真、生產加工、管理和集成等服務,從而為用戶提供優(yōu)質廉價、按需使用的服務,并能提高制造系統的開放性、互操作性、敏捷性和集成能力,進一步有效節(jié)約企業(yè)運維成本,提升用戶體驗,大幅拓展產品的價值空間。
5工業(yè)云與云制造
云制造是一種基于網絡的、面向服務的智能制造新模式。它融合發(fā)展了現有信息化制造(信息化設計、生產、試驗、仿真、管理、集成)技術與云計算、物聯網、服務計算、智能科學等新興信息技術,將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務化,構成制造資源和制造能力的服務池,并進行統一的、集中的優(yōu)化管理和經營,從而使用戶只要通過網絡和制造就能隨時隨地地按需獲取制造資源與制造能力的服務,進而智能地完成其產品全生命周期的各類活動。
云制造是實施“工業(yè)云”的一種智造模式和手段,其在促進企業(yè)創(chuàng)新驅動和轉型升級方面擁有巨大優(yōu)勢。工業(yè)云以公共服務平臺為載體,通過虛擬化、服務化和協同化匯聚分布、異構的制造資源和制造能力,在制造全生命周期各個階段根據用戶需求提供優(yōu)質、及時、低成本的服務,實現制造需求和社會化制造資源的高質高效對接。一方面,工業(yè)云在存儲海量數據的硬件資源和配置可處理海量數據的軟件環(huán)境的基礎上,定位于實現底層工業(yè)設施互聯并建立起互聯網平臺,其主要特征包括制造資源和能力的高度集成和共享、面向網絡的制造和按需提供服務。另一方面,工業(yè)云與云制造兩者相互促進、相輔相成,工業(yè)云為云制造提供了底層的技術支撐,云平臺企業(yè)和用戶利用開放的相關接口和權限,通過工業(yè)云平臺可獲得供需撮合、資源共享、能力協同等全方位和全生命周期的工業(yè)服務;而云制造幫助企業(yè)打造面向生產制造的動態(tài)協作網絡,實現生產制造業(yè)務過程的柔性重組、自動銜接、全局優(yōu)化,向用戶提供最優(yōu)質的社會化加工、檢測等設備,幫助生產制造企業(yè)釋放產能,提高生產加工資源利用率。
工業(yè)云與工業(yè)集成
工業(yè)企業(yè)生產模式發(fā)展的主要方向是智能制造、大規(guī)模個性化定制、網絡協同制造、服務型制造、云制造等新型制造模式。這些制造模式的發(fā)展具有復雜性、系統性,既涉及設計、生產、物流、銷售、服務等產品全生命周期的產業(yè)鏈協作,又涉及執(zhí)行設備層、控制層、管理層、企業(yè)層、協同層等企業(yè)內部集成。實現新的制造模式,需實現制造業(yè)產業(yè)鏈企業(yè)間的橫向集成、企業(yè)內部業(yè)務的縱向集成和基于用戶價值鏈的端到端的集成。基于工業(yè)云的橫向集成、縱向集成與端到端集成如圖所示。
基于工業(yè)云的橫向集成、縱向集成與端到端集成
工業(yè)云提供了工業(yè)領域所需的各種業(yè)務能力服務,這部分服務既涉及企業(yè)間的協同合作,也涉及企業(yè)內部各業(yè)務單元的高效協作。工業(yè)云將幫助工業(yè)實現三大集成,助力工業(yè)企業(yè)的轉型升級。
1工業(yè)云與橫向集成
橫向集成是產業(yè)鏈企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網絡所實現的一種資源整合,為實現各企業(yè)間的無縫合作,提供實時產品與服務,推動企業(yè)間研產供銷、經營管理與生產控制、業(yè)務與財務全流程的無縫銜接和綜合集成,實現產品開發(fā)、生產制造、經營管理等在不同的企業(yè)間的信息共享和業(yè)務協同。
工業(yè)云基于產品價值網絡,以優(yōu)化資源配置和增強要素流動為目標,提供了貫穿產品的全生命周期的業(yè)務能力服務,促進不同企業(yè)之間開展形式多樣的合作。工業(yè)云為實現橫向集成提供了面向行業(yè)或地域內的企業(yè)間的生產協同服務、供應鏈協同服務。
2工業(yè)云與縱向集成
縱向集成是企業(yè)內部業(yè)務流程的集成,貫穿企業(yè)內部管理、運行、控制及現場多個層級,是實現柔性生產、綠色生產的途徑。
工業(yè)云提供工業(yè)企業(yè)內部所需工業(yè)軟件及相關集成服務,貫穿企業(yè)內部各個業(yè)務單元,使企業(yè)高效運。工業(yè)云提供的典型應用有工業(yè)數據集成服務和工業(yè)系統集成服務等。
工業(yè)數據集成服務基于工業(yè)物聯技術,實現了工廠內不同層級的硬件設備,從最小的嵌入設備和基礎元器件開始,到感知設備、制造設備、制造單元和生產線,相互間的互聯互通,構建了“可測可控、可產可管”的縱向集成環(huán)境。
工業(yè)系統集成服務消除企業(yè)內部信息孤島,實現不同業(yè)務流程及系統間的有機集成。
3工業(yè)云與端到端集成
端對端集成是基于滿足用戶需求的價值鏈的集成,通過價值鏈上不同企業(yè)間及每個企業(yè)內部的資源的整合及協作,是實現個性化定制服務的根本途徑。端到端集成可以是企業(yè)內部的縱向集成,可以是產業(yè)鏈中的橫向集成,也可以是兩者的交互融合。
工業(yè)云提供了實現從用戶需求、訂單、產品設計、生產制造、物流配送、使用維護等的以滿足用戶需求為目標的全生命周期的管理和服務。同時,工業(yè)云的端到端典型應用,為個性化定制服務奠定了堅實的基礎。
