再论云制造

在综合已有文献和近期研究实践的基础上,进一步论述了云制造.提出云制造是一种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化、敏捷化制造新模式和技术手段,它丰富和拓展了云计算的资源共享内容和服务模式,促进了制造的敏捷化、服务化、绿色化、智能化;融合云计算,物联网、高性能计算、面向服务、智能科学等新兴技术与信息化制造技术,构成r完整的云制造服务系统及云制造技术体系.通过应用案例讨论了面向集团企业和面向中小企业云制造服务平台的技术和应用模式,并对我国实施云制造的思路和发展提出了建议.     

云制造典型特征、关键技术与应用

在近两年来云制造理论研究、技术攻关、工程实施与应用示范的实践基础上,进一步讨论云制造的内涵,提出云制造的典型技术特征,即在数字化的基础上,具有硬软制造资源和制造能力的＂物联化、虚拟化、服务化、协同化、智能化＂,以实现全生命周期制造的智慧化;进而分析了云制造与制造信息化和云计算的关系。基于对云制造典型技术特征的分析,进一步讨论了支持这些特征实现的技术体系与关键技术;给出了正在实施的面向集团企业和中小企业的四个典型案例,最后对云制造的进一步工作提出几点建议。     

云制造应用模式探讨及方案分析

为了对云制造的进一步研究提供全局指导意义,从商业理念、平台、技术和安全四个方面,探讨了云制造应用模式所需的策略,提出区域云制造平台、重构技术范畴、云安全策略等云制造研究新思路。设计了一个云制造应用模式,分析了其功能要求,开发了其中的部分模块功能,最后总结了云制造的下一步发展及应用前景。     

云制造的体系结构研究

云计算正迅速改变着信息系统设计构建和服务方式。本文针对现代制造业跨平台、跨区域、跨企业的协同需求,引入云计算思想,给出了云计算平台的总体结构,提出了一种云制造平台的总体结构,讨论了实施云制造所需的关键技术,为中小企业搭建云制造服务平台提供理论支持和技术指导。     

云制造环境下基于用户行为感知的个性化知识服务技术

为提高云制造平台中的个性化知识服务能力、增强用户黏度,提出一种云制造环境下基于用户行为的个性化知识服务方法。针对云制造服务特点,构建云制造环境下的个性化知识服务架构;分析了云制造平台中的用户行为,综合显性行为和隐性行为计算用户的个性化知识需求度,建立基于本体的用户行为模型;在此基础上,通过语义分析及知识评价实现了个性化知识过滤,通过应用示例分析验证了该方法的可行性。     

面向云制造服务架构及集成开发环境

为满足云制造对软件架构和开发工具支持的迫切需要,从抽象角度分析了面向服务架构、云计算和云制造三者之间的关系,指出云制造继承和扩展了前两者的服务模式;面对制造资源,融合面向服务架构与云计算,提出了面向云制造的服务架构;选用公众可免费方便获得的开源工具,构建了基于Eclipse平台的面向云制造服务集成开发环境;结合制造流程示例展现开发工具应用。通过示例研究表明,该集成开发环境具有良好的可伸缩性,能敏捷地应对云制造应用需求。     

基于MapReduce和多目标蚁群算法的制造云服务动态选择算法

基于云计算技术和云服务技术研究了云服务的动态选择问题,给出了云制造服务层次化模型,提出了一种基于MapReduce和多目标蚁群算法的制造云服务动态选择算法(CSSMA)。依据CSSMA设计了多目标蚁群算法、Map函数、Reduce函数和优化策略等,并将其分布式并行运行于制造云平台中。仿真实验结果表明:CSSMA具备良好的处理大规模问题的能力,适用于制造云服务动态选择问题的求解。     

云制造——面向服务的网络化制造新模式

为求解更加复杂的制造问题和开展更大规模的协同制造,分析了目前应用服务提供商、制造网格等现有网络化制造模式在应用推广等方面遇到的问题,阐述了云计算服务模式、云安全、高性能计算、物联网等理念和新技术对解决网络化制造中运营、安全等问题的契机。在此基础上提出了一种面向服务的网络化制造新模式——云制造。给出了云制造的定义,分析了云制造与应用服务提供商、制造网格等的区别。提出了一种云制造的体系结构,讨论了实施云制造所需攻克的关键技术和所取得的成果。最后,给出了一个云制造的典型应用案例——基于云仿真原型平台的云设计。     

面向中小企业的云制造服务模式研究

云制造是近年来提出的一种面向服务、高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式。它融合了现有的信息化制造、云计算、物联网、语义Web、高性能计算等技术,我国中小企业普遍存在资金少、规模小、企业信息化程度低等问题,云制造服务平台能有效加以解决。通过对系统集成企业传统的新产品开发设计方法等进行研究,构建了面向云制造的零部件设计选型模式,提出了相应的零部件交易模式,设计了基于云制造的零部件设计选型与交易服务平台的运营主体、服务内容、盈利机制以及平台运行机制,为云制造服务平台实施和推广应用奠定了基础。     

面向云制造服务的语义X列表知识表达与推理体系

为实现基于知识的云制造系统智能按需服务,结合X列表模型和本体、语义推理等语义Web技术,提出语义X列表模型;运用该模型分析云制造系统的本体要素概念、属性及要素之间的联系,建立包括需求任务、云资源、云服务和智能代理本体列表的面向云制造的语义X列表体系本体结构模型,提取并构建基于语义网规则语言的跨列表本体交互规则;设计面向云制造的语义X列表系统体系结构,利用接口与云制造系统的集成通信,将本体知识库、事实库与规则库封装进智能代理列表中进行按需服务组合推理;对具体的云制造任务实例建立了语义X列表模型和规则推理机制,通过推理实验验证了该体系方法的有效性和可扩展性。     

制造资源云集成元建模及云Agent服务调度研究

针对云制造过程中的制造资源虚拟化问题,分析了制造资源的存在形态、构成及其属性,提出基于RFID技术与对象名解析服务的制造资源感知与追溯逻辑架构,以实现物理制造资源虚拟化;通过建立虚拟制造资源静态-动态集成元模型,为异构、动态的虚拟制造资源的重组和融合提供统一描述机制;在此基础上,将移动Agent和云服务发现机制相融合,提出云Agent（cloud  Agent）的概念,并基于资源中介的改进合同网机制,实现云制造服务自适应管理和调度;给出了面向复杂产品协同的制造资源云服务平台原型系统,并结合汽轮机制造服务协同应用案例,初步实现了制造资源虚拟化和服务部署。     

基于云计算的智能磨削云平台的研究与应用

工业和制造业需要信息技术的支撑,以云计算为发展方向的新一代互联网技术为工业和制造业的资源整合利用创造了全新的服务平台。针对工业云和云制造的特点,提出了将云计算应用到磨削加工领域的思想,建立了智能磨削云平台,介绍了智能磨削云平台的原理、结构和关键技术,并运用云计算技术开发的相关磨削云软件的应用情况,对智能磨削云平台的发展趋势进行了展望。     

面向边缘计算的制造资源感知接入与智能网关技术研究

针对云端智能制造与智慧服务系统应用中面临的大量异构制造设备资源感知接入困难、数据分析时延大等问题,分析探讨了面向边缘计算的制造资源感知接入特点、应用场景及接入模型构建方法;研究开发了边缘智能网关软件系统,设计了云边协同服务架构,实现了多种通信协议支持、数据采集分发、应用管理与安全防护等功能。分析了云边协同服务模式下边缘节点智能网关的重要作用与任务,结合复杂装备智能制造样板间生产线与虚拟工厂应用系统,实现了制造资源感知接入技术、边缘智能网关功能验证与应用示范。     

云测控及其架构模式初探

结合云计算技术及其应用模式发展现状,通过对工业测控领域现有技术及应用需求特点分析,提出云测控概念,并定义云测控主要研究内容与架构模式。将基于新兴信息技术与通信技术融合的云计算服务系统框架和业务模型应用到工业测控系统,为测控系统研发提出了一种新的应用架构模式。     

面向中小企业的云制造平台研究

为实现多区域不同企业的制造资源共享和协同制造,研究并提出一种面向中小企业的动态联盟云制造应用模式,基于动态联盟和资源共享的理念,搭建了一个面向中小企业的云制造平台框架,还分析了平台所涉及的关键技术,为云制造的快速发展提供有益参考。     

智能制造 调度为先——《制造系统智能调度方法与云服务》导读

随着越来越多小微型企业对制造车间“万物感知、万物互联、万物智能”的需求,结合大数据和云计算技术,针对制造资源和生产任务,构建多种制造类型下的调度算法库,提供智能调度方案,是实现制造系统高效运行的关键。为了探讨智能调度的原理、方法和云端化实现路径,笔者撰写了《制造系统智能调度方法与云服务》一书,全面介绍了制造系统中多种复杂调度问题,重点介绍了各类调度问题对应的调度方法,结合云服务框架介绍了不同调度方法的云端化技术与实现方式,搭建了基于云计算的制造车间智能调度算法库及服务系统。本书为推动我国制造业的智能化发展和企业应用提供参考,对提升我国制造业的核心竞争力具有重要意义。     

工业云计算平台的研究与实践

云计算平台和云计算服务模式已成为后超算时代计算服务的主流载体和主流服务模式,其所蕴含的技术变革和创新服务模式将深刻影响到产业技术创新及产业竞争格局的发展,加快区域科技自主创新和区域经济结构调整的步伐。分析了云计算平台推动制造业创新发展的必然性,剖析了工业云平台的体系架构及其关键技术,并介绍了平台的开发、实现及典型应用实例。该平台已经服务北京区域经济体近100多家用户,有效地推动了区域经济体的创新发展。     

面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型

针对制造服务资源在制造商搜索、获取、匹配、交易、使用过程中的多样性、动态性、离散性等特点,提出了一种云制造服务资源集聚机制与新的商业模式,建立了面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型,并采用直觉梯形模糊集匹配算法进行求解。通过某风电设备的云制造服务应用验证了该模型的可行性,研究成果为促进装备制造服务化发展提供了一种先进实用的方法和关键技术。