制造业信息化管理之云制造

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1、云制造制造业信息化一种新模式、新手段柴旭东 李伯虎中国航天科工集团第二研究院2022-7-131内容提要 1.引言 2.云制造概论 3.云制造初步应用实践 4.云制造的进一步工作2022-7-1321.引言 1.1“制造”的含义 传统“制造”：产品加工的活动与过程，即：将原材料加工为成品。2022-7-1331.引言（续）“大制造”：1）产品的活动与过程覆盖面“大”涉及产品全生命周期活动与过程 2）制造活动的空间范围覆盖面“大”从企业内到企业之间到全球 3）制造类型覆盖面“大”：机械、电子类（飞机、汽车、家电）等 离散制造业 石油、化工等流程（或连续）制造业 钢材、食品等混合制造业2022-7

2、-134概念设计详细设计 加工生产试验运行维护需求论证报废大制造1.1“制造”的含义1.引言（续）1.2制造业发展需求我国制造业的挑战与对策我国已是世界大国，以石油化工、冶金等行业为代表的流程制造业在我国制造业中占据了很大比例，是重要的基础支柱产业。流程制造工业是一个多品种，多层次，服务面广，配套性强的产业，与其他产业和消费市场关系密切。挑战：目前，我国许多制造企业处在“微笑曲线”最下端问题自主创新能力不足，企业“产品开发”及“服务”方面的竞争能力低产品制造能耗高，并对环境污染严重2022-7-135微笑曲线取自“百度百科”1.引言（续）经济全球化背景下，商业模式的“五个转变”：6总部区域生产

3、中心区域营销中心区域采购中心区域研发中心区域研发中心供应商供应商供应商分销/零售商分销/零售商分销/零售商供应商供应商供应商供应商分销/零售商分销/零售商分销/零售商1、以产品为中心到以服务为中心的转变2、以生产为中心到以客户价值为中心的转变3、以本地为中心到着眼全球市场的转变4、以“线下”市场到“线下线上”的转变；5、以企业内生增值到产业链增值的转变引自用友资料1.引言（续）挑战(续）我国制造业正面临从产品生产型向产品生产加服务型、从价值链的低端向中高端，从制造大国向制造强国、从中国制造向中国创造转变的关键历史时期。培育新型制造模式与手段，进而推动经济增长方式的转变，满足制造企业TQCSEK

4、竞争的需求。这是未来5-10年我国制造业发展需要解决的重大课题。对策：围绕着提高企业竞争能力，一场以“制造业信息化”为特征的制造业变革一直在我国积极、持续地展开。我国制造业信息化的指导思想：与时俱进，从十六大提出的“信息化带动工业化”到十七大提出的“工业化和信息化两化融合”及目前提出的“工业化和信息化两化深度融合”。2022-7-1371.引言（续）1.3 制造业信息化的新发展当前焦点：在“八五”到“十一五”的“数字化、集成化、协同化、网络化”的基础上，“敏捷化、服务化、绿色化、智能化”正成为当前制造业核心竞争力的关键因素。对策：“敏捷制造”：灵活组织制造资源与能力，快速响应市场需求；“服务型

5、制造”：从“产品”为主导的“生产型”制造模式向以“产品”及“服务”为主导的“生产服务型”制造模式的转变；“绿色制造”：提高资源利用率，降低能源消耗，减少污染物排放，实现可持续发展；“智能制造”：基于知识/智能科学技术，提高制造资源/能力构建、运行、评估的智能化，支持探索新规律、积累新知识、创造新技术。2022-7-1381.引言（续）1.3 制造业信息化的新发展（续）本团队于2009年提出了“云制造”的理念，继而于2010年1月在计算机集成制造系统杂志上发表了一篇题为云制造面向服务的网络化制造新模式的学术文章。目前，在我国科技部等的领导和支持下，本团队进一步联合产、学、研、用等28个单位（见下

6、页），开展了集团级和中小企业的云制造的技术研究与应用工作,并取得了阶段性成果（一期验收）。我们认为：云制造模式和技术的研究与应用将会促进我国制造业向“产品”加“服务”为主导的经济增长方式的转变，加速推进我国“制造业信息化”，向“敏捷化、绿色化、智能化、服务化”方向发展，进而加快我国制造业实现“敏捷制造、绿色制造、服务型制造、智能制造”,促进制造大国向制造强国迈进。2022-7-139团队：28个单位、40个课题组北京航空航天大学航天二院恩威协同科技中国北车东莞华中工研院重庆大学慧点科技中科院软件所武汉理工大学合肥工业大学北京机械工业自动化所广东工业大学广东电子工业研究院杭州爱科北京计算中心东南

7、大学华中科技大学曙光信息产业有限公司清华深圳研究生院中科院软件所同济大学北京机械工业自动化所北京清软英泰哈尔滨工业大学北京理工大学机械科学研究总院清华大学西安交通大学北京交通大学深圳大学2022-7-1310内容提要 1.引言 2.云制造概论 3.云制造初步应用实践 4.云制造的进一步工作2022-7-13112.云制造概论 2.1云制造定义 云制造是一种基于网络（如:互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等）的、面向服务的智慧化制造新模式。它 融合与发展了现有信息化制造（信息化设计、生产、实验、仿真、管理、集成）技术及云计算、物联网、面向服务、建模仿真、智能科学、高效能(性能)计算、大数

8、据等新兴信息技术，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云池，并进行协调的优化管理和经营,使 用户通过终端和网络就能随时按需获取制造资源与能力服务，进而智慧地完成其制造全生命周期的各类活动。2022-7-13122.云制造概论（续）2.2云制造系统架构 三大部分 制造资源/制造能力 制造云池 制造全生命周期应用 一个核心支持：知识/智慧 两个过程：接入、接出 三类人员 制造服务提供者 制造云运营者 制造服务使用者 2022-7-13132.云制造概论（续）2.3云制造系统体系结构云制造系统由 资源/能力层 云制造服务平台层（感知/接入层、虚拟资源/能力层、核心功能

9、层、用户界面层）服务应用层组成云制造系统实质是一种基于各类网络（组合）的人机融合的新型制造网。2022-7-13142.云制造概论（续）2.4云制造技术体系2022-7-13152.云制造概论（续）2.5云制造服务对象、内容与特点云制造服务对象制造企业用户制造产品用户云制造服务内容（利用服务化制造资源/能力）论证为服务 AaaS(Argumentation as a Service）设计为服务 DaaS（Design as a Service）生产加工为服务 FaaS（Fabrication as a Service）试验为服务 EaaS（Experiment as a Service）生产为

10、服务SaaS（Simulation as a Service）经营管理为服务 MaaS（Management as a Service）（产品）运营为服务OpaaS(Operation as a service)（产品）维修为服务ReaaS（Repair as a Service)集成为服务InaaS(Integration as a Service）2.云制造概论（续）2.6云制造是云计算的落地和延伸云制造是在云计算提供的IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）基础上的延伸和发展，它丰富、拓展了云计算的（1）资源共享内容，（2）服务模式，（3）支撑技术。2.

11、云制造概论（续）2.7云制造是制造业信息化发展的一种新模式、新手段新的制造业经济发展方式：由“生产”型向“生产”加“服务”型为主导的“网络化、协同化、敏捷化、绿色化、服务化、智能化”方向发展 制造业信息化的新模式新手段2.云制造概论（续）2.8云制造技术、应用与产业的现状“技术”取得阶段性成果本团队于2009年提出了“云制造”的理念。2010年“云制造”的研究得到科技部863计划的认可，联合产、学、研、用等28个单位以集团级和中小企业的云制造应用为背景，在关键技术、支撑平台及应用技术方面，已取得阶段性成果。2010年8月，欧盟第七框架启动了ManuCloud项目，500万欧元，为期3年。相关研

12、究引起国内外同行关注，先后有美国、新西兰、英国等大学及研究机构开展云制造研究。2.云制造概论（续）2.8云制造技术、应用与产业的现状（续）“应用”初见成效应用示范面向航天复杂产品的集团企业云制造面向轨道交通装备的集团企业云制造支持企业业务紧密合作的中小企业云制造支持产业集群协作的中小企业云制造正进行佛山、襄阳、武汉、宁波等智慧城市中的智慧制造规划和合作实施“产业”开始起步随着云制造的深入开展，正催生一批面向制造企业提供云服务的第三方专业服务商，以及开发实施云服务技术与系统的软硬件企业。但形成云制造产业链尚需要时间以及各方面的共同努力。内容提要 1.引言 2.云制造概论 3.云制造初步应用实践

13、4.云制造的进一步工作2022-7-13云制造讲座212022-7-1322p 开发了云制造服务平台，构建了云制造服务系统接入了100万亿次高性能计算资源，320TB存储资源10多种、300套机械、电子、控制等多学科大型设计分析软件及其许可证资源总装联调厂等3个厂所的高端数控加工设备及企业单元制造系统制造过程各阶段的专业能力（如多学科设计优化能力，多专业、系统和体系仿真分析能力、高端半实物仿真能力等）4.1面向航天复杂产品的集团企业云制造4.1.1平台与系统2022-7-1322云制造讲座模式：基于云制造的资源共享手段：批作业、虚拟交互服务模式：基于云制造的协同设计仿真手段：分布互操作服务模式

14、：基于云制造的设计生产一体化手段：基于模型的协同服务模式：面向制造能力的生产策划手段：云排产4.1面向航天复杂产品的集团企业云制造（续）4.1.3航天复杂产品研制的新模式与新手段2022-7-13234.2.智慧城市中云制造案例云制造是推进“两化”深度融合、促进产业发展与转型升级的一种有效手段云制造平台是一个面向中小企业的公共服务平台，通过制造能力与制造资源的服务化和接入云制造平台，实现产业对接制造资源和能力交易整合和优化产业资源配置，按需使用和共享制造资源与制造能力提高产业链上业务的协作能力进而延伸产业链，实现产业建链、补链、强链。转变产业发展方式。对接 交易 整合 协同制造资源与制造能力制

15、造资源与制造能力新型产业链和产业集群新型产业链和产业集群云制造平台天智网2022-7-1325珠三角长三角环渤海西三角云制造平台天智网在佛山、襄阳、武汉、宁波、无锡、广州等地启动了相应的规划和实施工作。云制造平台天智网企业企业-个人全产业链在线协同资源-能力（服务）建立面向企业的私有商圈，建立面向个人的虚拟社区，实现企业、个人之间的B2B2C提供资源/能力发布、管理与共享平台，整合大量制造资源/制造能力提供研发、销售、生产、采购、服务等制造全周期产业链在线协同业务服务p商业模式p政府引导+社会参与+市场化运作p探索出一种龙头企业带动产业链上的上下游企业伙伴上线的（1+N）商业推广模式p商圈构建

16、私有信用体系提供业务协同服务支持企业线上全产业链协同协同研发服务众包模式基于3D在线协同设计仿真模式基于3D在线设计制造一体化模式协同采购服务招投标模式询报价模式直接下单模式协同生产服务委外加工模式协同排产模式协同营销服务代理模式经销模式联营模式协同售后服务上门维修服务模式现场技术服务模式提供“一站式”配套服务提高企业运行效率，创造更大价值银行金融服务政府公共服务行政服务大厅万博士物流服务日东仓储服务信用认证信用评级企业征信基于天智网的协同研发案例汽车是复杂的机电液控耦合系统，汽车研发是一个非常复杂的系统工程，涉及20003000个核心零部件，动力、底盘等系统零部件可达500个以上。汽车整车企

17、业及研发总承企业在开放式创新环境下，整合外部技术资源来降低研发成本、提高研发速度是一种常用的研发模式，约40%以上零部件目前通过外包方式开展设计。汽车造型创意设计 零部件逆向工程设计 零部件外发加工生产 汽车动力底盘车身电气设备变速器操纵机构变速器壳天天智智网上的汽车数字化协同制造流程网上的汽车数字化协同制造流程（续）（续）2、研发众包3、协同设计4、工艺会签5、3D打印加工厂/供应商3D打印物流企业需求方1、研发商圈设计师联盟研发企业案例演示1、需求对接，建立“研发商圈”建立商圈演示2 2、线上、线上“研发众包研发众包”组织分布异地研发团队组织分布异地研发团队企业内部主任设计师在线发布研发需

18、求企业内部主任设计师在线发布研发需求车身结构设计（内部）变速器换挡机构设计（众包）研发众包演示3 3、在线、在线“协同设计协同设计”自由设计师在线设计，自由设计师在线设计，“预发布预发布”研发结果研发结果研发结果预发布演示3 3、在线、在线“协同设计协同设计”企业内部设计师使用在线企业内部设计师使用在线FluentFluent做车壳外形性能分析做车壳外形性能分析3 3、在线、在线“协同设计协同设计”在线在线CATIACATIA开展变速器换挡机构外发部件装配验证开展变速器换挡机构外发部件装配验证在线设计4 4、多方在线协同生产多方在线协同生产“工艺会签工艺会签”变速器换挡机构设计生产一体化流程变

19、速器换挡机构设计生产一体化流程多方协同会签演示5 5、3D3D在线快速打印在线快速打印ABSABS操纵杆手球操纵杆手球（操纵杆手球）原型（操纵杆手球）原型3d打印演示最终交付变速器换挡机构供应商供应商供应商供应商下订单查进度跟送货确认账务龙头企业与诸多供应商共享B2B平台采购员传真、文件q 协同采购分销商分销商分销商查库存查信誉额度查销售政策确认订单销售员配货提货及账务传真、邮件分布全国各地的经销商共享分销平台协同采购行业案例q 协同营销云制造模式vs传统制造模式组织模式社会化、全球化资源组织、配置模式管控模式由企业内部延伸到产业链、企业价值链重构协作模式协作模式由线下到线上由线下到线上制造模式制造即服务内容提要 1.引言 2.云制造概论 3.云制造初步应用实践 4.云制造的进一步工作2022-7-13云制造讲座43感谢云制造团队的贡献！敬请大家批评指导！演讲完毕，谢谢观看！