专题综述
现代制造工程( Modem Manufacturing Engineering
013年第3期
面向服务的制造新模式一云制造研究综述
王云霞,邱胜海,王志亮
南京工程学院,南京211157
摘要:云制造是一种面向服务的制造新模式,首先从技术实现角度对云制造及其相关内容(制造资源、虚拟资源云池)进
行定义,并对云制造区别于其他已有制造模式的特点进行总结;然后从不同角度对云制造研究现状进行闻述,并总结现
有研究的不足之处;最后给出云制造体系结构,并对云制造服务系统实现的关键技术进行分析。
关词:云制造;物联网;制造资源;虚拟化
中图分类号:TP391文献标志码:A文章编号:1671-3133(2013)030124-05
A new manufacturing model for servitization
cloud manufacturing overview
Wang Yunxia, Qiu Shenghai, Wang Zhiliang
Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China)
Abstract Cloud manufacturing is a new manufacturing model for sevitization. Firstly, cloud manufacturing, manufacturing r
sources and virtualization pool were defined from implementation techniques angle, and the characteristics of loud manufacturing
was described different from others manufacturing models; then research on cloud manufacturing was summered from different
sides and the shortcomings were analyzed; finally, the architecture of cloud manufacturing was built and the key techniques was
Key ords: cloud manufacturing internet of things; manufacturing resources; virtualization
0引言
云制造的定义与特点
随着网络技术、信息技术和工业技术的发展,以
李伯虎率先对云制造概念进行了定义,指出“云
及以满足客户个性化需求为企业中心思想的转变,制造是一种利用网络和云制造服务平台,按用户需求
面向服务的制造成为当今世界制造业发展的趋勢组织网上制造资源(制造云),为用户提供各类按需制
之
造服务的一种网络化制造新模式”4。
世界各国的众多学者和企业都在为如何实现制
随后,李春泉在深入研究云制造特征及内涵的基
造业服务化生产进行研究,如工业产品服务系统(In-础上,提出了相对全面而细致的云制造概念:“云制造
dustrial Product Service System,IPS2)和众包生产模式是一种面向服务的基于网络的制造新模式,依托云计
等的提出2,为服务化的实现提供了解決方案。在算理论及框架,在网络化
制造技术和方法的基础上,
此背景下,2010年年初,周平在对未来制造业发展走以按需服务为核心,以资源虚找化及多粒度、多尺度
势进行判断时,首次使用了云制造一词。作为面向服的访问控制为手段,以资源共享及任务协同为目标
务制造的一种新模式,云制造在充分利用云计算、物以分布、异构、多自治域的资源或资源棗合为云节点
联网技术等新兴技术的同时,以盘活制造资源存量为以网络为媒介,以透明、简捷、灵活的方式构建开放
日标,以提高资源利用率、降低社会整体的资源使用动态的协同工作支持环境,提供通用、标准和规范的
成本为宗旨,发展低碳经济,走绿色制造之路
制造服务”[S
来教育部人文社科基金项目(12 YJCZH209,12 YJAZHI51)
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万方数据
王云霞,等:面向服务的制造新模式一一云制造研究综述
013年第3期
本文在综合现有云制造概念的基础上,从技术实重用等公共特点之外,还具有如下特点。
现角度出发,对云制造及相关内容进行了如下定义。
1)按需服务。云制造模式充分体现了制造即服
1.1云制造
务的思想,利用云制造服务平台,按照云请求方的不
云制造是以企业制造资源为研究对象,以实现资同需求实现按需服务,并快速组织云提供方资源的按
源的动态组合、高效利用为目的,通过物联网、互联网需生产、按需调度按需租赁和使用。
技术来实现制造资源的全面互联和智能感知;通过虚
2)资源智能感知与互联。物联网技术的飞速发
拟化技术建立虚拟资源云池,并实现制造资源的虚拟展使得制造资源特别是设备资源、物料资源等硬件资
化与服务化;以网络化技术为支撑,建立云制造服务源实现网络化成为现实。利用射频识别( Radia Fr
平台,将云请求方对制造资源的个性化需求发布到该 quency Identification,RFID)传感器和条码枪等技术将
平台,由云服务方组织快速高效的资源智能搜索与匹资源的动态特性实时发布到络中,实现资源的智能
配,并由云提供方快速实现制造资源的动态重组和利感知并为资源虚拟化技术的实现提供基础。
用,实现云请求方、云服务方和云提供方三方共赢的
3)资源互映射。一方画,制造资源经过虚拟化
种面向服务的网络化制造新模式。
映射为虚拟资源;另一方面,资源的制造能力经过服
1.2制造资源
务化封装,根据用户的动态需求求解得到所需的虚
制造资源是企业实现产品设计、制造及销售等全拟资源,再映射为制造资源,实现制造资源的快速
生命周期过程所涉及的所有资源的统称。按用途将利用。
其分为协作、服务、人力、物料、设备、应用软件和数据
七大类资源。其中协作资源是企业通过外购或外协,2云制造模式的研究现状及存在问題
向其他企业购买或合作的资源信息与零/部件产品信2.1研究现状
息;服务资源包括售前服务、售后服务和用户信息等;
云制造在融合了IPS2、众包生产等模式内涵的同
人力资源分为管理层、技术层和生产层;物料资源在时,从服务集成角度、服务使用角度等方面提供了强
此是广义的物料,既包括产品、半成品、也包括零/部有力的技术手段和平台。自云制造概念一经提出,众
件、原材料等;设备资源包括计算设备(如计算机)、生多学者、研究机构、企事业单位对云制造的体系结构
产设备(如机床、刀具、夹具等)和在产品研制过程中关键技术和服务系统等方面进行了初步探索。
所需的实验设备(如冲击实验设备、疲劳实验设备)2.1.1云制造体系结构及关键技术研究现状
等;应用软件资源包括企业现有的各类为产品全生命
北京航空航天大学成立了云制造技术研究中心,
周期服务的软件(如 AUTOCAD、Pro/E、UG、 Ansys、Mas-以李伯虎院士、张霖教投为首,针对云制造服务平台
teran等);数据资源可分为知识、信息和数据库等关键技术展开研究,开发面向航天复杂产品和轨道交
资源。
通装备的集团企业云制造服务平台。李伯虎院士在
1.3虚拟资源云池
对云制造进行概念阐述、特点分析的
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