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智造丨智能制造的云服务平台设计

2017/5/24 6:28:11 人评论次浏览来源：德阳装备制造工业云分类：其他

信息化和工业化融合（以下简称为“两化融合”）是我国产业结构调整升级和经济发展方式转变的重大战略部署，《中国制造2025》和工业和信息化部都把促进工业云发展作为推进“两化”深度融合、支撑智能制造发展的重要举措。加快促进两化融合，有利于提升工业产业创新能力、有利于培育发展新兴产业和新的经济增长点，“两化融合”提升生产制造企业创新能力，主要难点在于软硬件平台搭建、系统模型建立和仿真、高端研发人员的培养等，云平台基于虚拟化技术，集成标准化的基础资源管理、服务支撑、信息安全保障、运维监控保障功能，为“两化融合”提供仿真技术（软件）、云存储、云部署、业务软件云服务，可以有效降低企业“两化融合”的工作量和实施成本，通过信息技术手段降低工业设计与制造的成本，提高生产效率。

目前，国内工业云服务平台的研制也紧跟欧美发达国家的步伐，北京数码大方科技有限公司（CAXA）和北京计算中心合作承担的“CAXA工业软件云服务平台”是中国首个工业软件云服务平台，主推工业软件在云服务平台上的应用和推广；2013年12月由北京市计算中心在建造的“北京工业云”，它为工业设计和先进制造提供了一个创新服务平台，可以提供设计、仿真、模拟、分析、测试和虚拟加工等计算服务；广东“工业云”创新服务信息化平台是工业和信息化部“工业云”创新服务的试点，它是一个面向工业企业，尤其为对制造型中小企业提供了产品创新的公共服务平台；“徐工工业云”是徐工集团（全名是徐州工程机械集团有限公司）与华为技术有限公司、阿里巴巴网络技术有限公司、中国电信集团公司等四家联合打造，试图构建“互联网+云技术+制造”的一个工业云平台，徐工通过“工业云”开放企业的资源，服务于全世界的“需求方”。美国俄亥俄州超算中心倡导的蓝领计算（Bluecollar computing）就是将高性能计算应用于工业领域，基于虚拟建模和仿真技术实现云设计。

“两化融合”用户可以基于SaaS和DaaS模式获得低廉的企业信息化解决方案及服务。基于智能制造云服务平台的服务，企业用户可快速有效地实施基于云计算与工业互联网的智慧工厂，降低设计与制造成本、提高资源利用率和生产效率，实现个性化定制生产，从而大幅缩短企业产品升级换代的周期，实时监测生产状态数据，提高产品性能和质量，大幅提升工业企业的自主创新效率，推动企业两化深度融合的能力。

现有主流的智能制造相关的系统有企业资源计划(EnterpriseResource Planning，ERP)、产品生命周期管理系统（Product Life-CycleManagement，PLM）、制造企业生产过程执行管理系统（(Manufacturing Execution System,MES）、数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)等系统，建设面向两化融合的智能制造云服务平台，就是实现上述系统在数据层和应用层的有机融合，也即实现数据和应用服务共享。基于虚拟化技术，以PC机构建集群取代昂贵的服务器，降低建设成本，利用云计算技术为生产制造业提供租用服务以替代软件销售，降低企业成本，最终实现按需部署，按需服务，开启生产制造企业两化深度融合之路，推动了企业实现知识共享和协同研发，打通产业协同创新链条。

智能制造云服务平台是将信息化建设的基本要素在平台中形成面向服务的具有安全和运行保障的云计算公共服务(简称云服务)，主要提供平台服务(PaaS)、软件服务(SaaS)和数据服务（DaaS），为“两化融合”建设专有业务系统准备好所有信息化基础设施资源，各工业企业利用这一公共服务平台建设应用云平台(如空间地理信息云、中小企业云、食品云和金融云等)。智能制造云服务平台的共享服务体系的总体架构如图1所示。

图1 智能制造云服务平台架构图

智慧工厂全面集成现代装备制造企业的生产管理、设备管理、安全管理，系统兼容所有智能设备，深度融合工业物联网技术，支持各种串口通讯协议和无线通讯协议。系统通过统一的平台管理各种设施设备，获取各类数据信息，联动各类预警、报警系统。提供可定制可扩充的各类业务服务模块和各类数据报表服务模块，提供面向用户个性化需求的深度数据挖掘与分析，实现了企业整体运作的高效、安全、节能。图2展示了智慧工厂的基本架构，基本包括决策层、运营层、执行层和设备层等四层，相对应的服务对象是集团层、工厂层、车间层和生产线。处在最上层的是商业智能和决策执行系统，即BI和DSS；处在第二层的是与生产计划、物流、能源和经营相关的ERP、CRM、SCM等，以及产品设计、技术相关的PLM；处在第三层的是与制造生产设备和生产线控制、仓库管理相关的MES、QMS、WMS功能；处在最下层的是感知层，也是至关重要的一层，我们的数据通过设备层的PLC、DCS传出，实现产品信息的采集以及追溯等等。