基于知識(shí)的云制造的研究現(xiàn)狀

基于知識(shí)的云制造的研究現(xiàn)狀隨著云計(jì)算及其他相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，云制造的概念逐漸被提出并引起了廣泛的關(guān)注。云制造是一種基于云計(jì)算平臺(tái)的全新的制造模式，將傳統(tǒng)的制造過(guò)程及資源整合到云端進(jìn)行高效、靈活、智能的管理，以增強(qiáng)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新能力。本文將簡(jiǎn)要介紹云制造技術(shù)的定義、技術(shù)框架、作業(yè)流程以及其在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀。

一、云制造技術(shù)的定義

云制造是一種應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)理念和技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的數(shù)字化、智能化、集中化和網(wǎng)絡(luò)化管理的新型制造模式。

二、云制造技術(shù)框架

云制造技術(shù)框架主要包括以下四個(gè)方面：云制造平臺(tái)、制造資源服務(wù)庫(kù)、制造云數(shù)據(jù)中心、云制造智能服務(wù)系統(tǒng)。

1.云制造平臺(tái)：以云計(jì)算為基礎(chǔ)，將云計(jì)算技術(shù)與工業(yè)制造相結(jié)合，提供各種基于服務(wù)的平臺(tái)和工具，為用戶(hù)提供完整的操作界面和應(yīng)用環(huán)境。

2.制造資源服務(wù)庫(kù)：將傳統(tǒng)制造中不同的資源進(jìn)行抽象，建立起統(tǒng)一的資源標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化的資源庫(kù)，使得生產(chǎn)必要的各種資源可以進(jìn)行有效整合。

3.制造云數(shù)據(jù)中心：提供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算和管理能力，支持制造資源的共享和訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全流程管理。

4.云制造智能服務(wù)系統(tǒng)：以人工智能技術(shù)為核心，整合數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，提供前瞻性的預(yù)測(cè)性服務(wù)以及快速的反應(yīng)機(jī)制，幫助生產(chǎn)環(huán)節(jié)精準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)。

三、云制造技術(shù)作業(yè)流程

云制造作業(yè)流程一般包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造流程規(guī)劃、制造執(zhí)行、資源控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控。其中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是影響整個(gè)作業(yè)流程的決策點(diǎn)。

1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)：采用虛擬技術(shù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品模型，設(shè)定生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)，完成產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)。

2.制造流程規(guī)劃：利用工藝庫(kù)、過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)等資源進(jìn)行智能、自適應(yīng)制造流程的規(guī)劃，并將規(guī)劃結(jié)果輸出到制造執(zhí)行系統(tǒng)。

3.制造執(zhí)行：執(zhí)行各類(lèi)制造操作，更新生產(chǎn)狀態(tài)的全棧生產(chǎn)管理。包括材料供應(yīng)、加工調(diào)配、成品質(zhì)檢等。

4.資源控制：以人員、設(shè)備、設(shè)施等為維度，采用先進(jìn)的規(guī)則、算法方法進(jìn)行綜合調(diào)度，并反饋到監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)制造流程的優(yōu)化和效率提升。

5.實(shí)時(shí)監(jiān)控：智能實(shí)時(shí)監(jiān)控各類(lèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)機(jī)器和設(shè)備的狀態(tài)等關(guān)鍵信息，幫助將領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程精細(xì)化可視化。

四、云制造技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

云制造已成為制造領(lǐng)域的熱門(mén)研究方向，其應(yīng)用范圍涵蓋了各個(gè)領(lǐng)域的制造企業(yè)。一些研究機(jī)構(gòu)和大型企業(yè)已經(jīng)在云制造領(lǐng)域展開(kāi)了大量實(shí)踐。

1.基于云制造的智能制造：通過(guò)整合電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，全面提升企業(yè)智能制造能力，構(gòu)建智能、柔性、高效的制造模式。

2.云制造服務(wù)平臺(tái)：構(gòu)建一體化、高可靠、可擴(kuò)展的云制造平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和工具的分散式集成和資源共享，提升制造效率和質(zhì)量。

3.云制造的數(shù)字化制造：將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造加工完全數(shù)字化，構(gòu)建數(shù)字化生產(chǎn)線(xiàn)、智能技術(shù)和管理工具，實(shí)現(xiàn)多品種、高靈活度、高效的制造，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

綜上所述，云制造作為一種新興的制造方式，將會(huì)在未來(lái)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。同時(shí)也應(yīng)該加強(qiáng)云制造技術(shù)的研究和創(chuàng)新，推動(dòng)云制造技術(shù)在制造業(yè)不斷創(chuàng)新和升級(jí)，達(dá)到更高的生產(chǎn)效率和品質(zhì)優(yōu)化。由于云制造技術(shù)尚處于發(fā)展初期，因此目前缺乏大量關(guān)于其應(yīng)用的數(shù)據(jù)。不過(guò)，從已有的研究和案例中可以看出，云制造已經(jīng)取得了一些令人矚目的成果。

據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Technavio發(fā)布的報(bào)告顯示，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模在2016年達(dá)到了672.4億美元，其中，云制造是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)非常重要的組成部分，因此其市場(chǎng)規(guī)模也相應(yīng)較大。預(yù)計(jì)到2021年，全球云制造市場(chǎng)將保持高速增長(zhǎng)，復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到28.18%。這進(jìn)一步說(shuō)明云制造是一個(gè)具有廣泛發(fā)展前景的技術(shù)領(lǐng)域。

此外，云制造在一些領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了一些卓越的成績(jī)。例如在汽車(chē)制造領(lǐng)域，中國(guó)上汽集團(tuán)借助云制造平臺(tái)，在節(jié)省百億元成本和避免技術(shù)專(zhuān)利費(fèi)用的前提下，實(shí)現(xiàn)了自主汽車(chē)整車(chē)研發(fā)。在航空、航天領(lǐng)域，云制造有助于提高航空航天制造效率，優(yōu)化制造流程，簡(jiǎn)化航空航天系統(tǒng)的管理和維護(hù)。在醫(yī)療器械制造領(lǐng)域，云制造也可為生產(chǎn)廠家提供數(shù)字化治療設(shè)備，幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)改善醫(yī)療服務(wù)。

另外，在科技領(lǐng)域的創(chuàng)新方面也產(chǎn)生了可觀的數(shù)據(jù)。例如，德國(guó)的FraunhoferIPT機(jī)構(gòu)已經(jīng)嘗試了基于云制造的3D打印技術(shù)的應(yīng)用，采用云制造技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜零件生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程和創(chuàng)新了設(shè)計(jì)和制造流程，同時(shí)降低了實(shí)現(xiàn)成本和縮短了生產(chǎn)周期。

總的來(lái)說(shuō)，目前云制造的市場(chǎng)份額雖然不大，但是其發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)有所增長(zhǎng)。在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)增多，為制造業(yè)帶來(lái)更高效、更智能的制造方式。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，云制造對(duì)于推進(jìn)制造業(yè)智能化和數(shù)字化的作用將會(huì)越來(lái)越突出。云制造是近年來(lái)備受矚目的制造技術(shù)，在不斷的發(fā)展創(chuàng)新中取得了許多可喜的成果。下面結(jié)合一些實(shí)際案例，對(duì)云制造的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析總結(jié)。

1.上汽集團(tuán)汽車(chē)整車(chē)自主研發(fā)

上汽集團(tuán)是中國(guó)最大的汽車(chē)制造企業(yè)之一，他們需要大量投入研發(fā)資金和成本來(lái)自主研發(fā)汽車(chē)整車(chē)，避免將大量技術(shù)專(zhuān)利費(fèi)用花在外國(guó)車(chē)企上。在這種情況下，利用云制造平臺(tái)，上汽集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)整車(chē)的自主研發(fā)和制造，從而大大減少了成本和技術(shù)專(zhuān)利費(fèi)用，并將自主研發(fā)的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

2.航空、航天領(lǐng)域應(yīng)用

航空、航天制造領(lǐng)域需要大量精密制造的零部件，并需要保證制造品質(zhì)和性能，這在過(guò)去往往需要消耗大量時(shí)間、資源甚至在某些領(lǐng)域還需要人工經(jīng)驗(yàn)，使得制造成本與期望時(shí)間差距較大。但是，利用云制造技術(shù)，可將數(shù)據(jù)digital化并納入云端，通過(guò)智能化、自動(dòng)化、集中化等方式生產(chǎn)和管理，從而提高航空、航天產(chǎn)品的制造效率和保證品質(zhì)和性能。

3.醫(yī)療器械制造數(shù)字化應(yīng)用

在醫(yī)療器械制造中，云制造不僅可以為生產(chǎn)廠商提供數(shù)字化治療設(shè)備，同時(shí)還可輔助醫(yī)療機(jī)構(gòu)改善醫(yī)療服務(wù)。例如，結(jié)合云制造的技術(shù)，生產(chǎn)廠商可以將醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行DigitalTwin技術(shù)創(chuàng)建，從而在虛擬實(shí)境中實(shí)現(xiàn)設(shè)備性能、安全性、穩(wěn)定性等特性檢驗(yàn)，從而大量減少生產(chǎn)前期的試驗(yàn)成本和周期。

通過(guò)以上的案例分析可以看出，云制造在許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，發(fā)揮了極大作用。

首先是成本優(yōu)勢(shì)，云制造平臺(tái)可以涵蓋全球范圍內(nèi)的制造資源，生產(chǎn)廠商可以通過(guò)云端服務(wù)，接觸到更高效、更優(yōu)質(zhì)的制造資源，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和（或）選擇最優(yōu)質(zhì)量/價(jià)格方案，使制造成本降低。

其次是智能化制造的優(yōu)勢(shì)，云制造平臺(tái)集成了人工智能、大數(shù)據(jù)、感知技術(shù)等新技術(shù)，在數(shù)據(jù)匯總、分析和智能化控制方面都有優(yōu)勢(shì)，從而優(yōu)化制造流程，提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)。

最后，