在当今快速变化的市场环境中,云端制造(Cloud Manufacturing, CMfg)被视为应对挑战的创新解决方案,其理念源于先进的制造技术和企业信息技术,通过云计算、物联网( IoT)、虚拟化等技术的支持,将制造资源与能力转化为可智能管理的服务。这一转型不仅提升了随需应变的灵活性,还促进了制造资源的共享与循环,提高了整体的资源利用率。
云端制造使得企业能够提供安全可靠的高质量、低成本的制造服务,涵盖产品的全生命周期,包括设计、模拟、生产、测试和维护。
崭新的云端制造模式始于2010年,当时由中国的李博虎教授和张林教授领导的研究小组首次提出相关概念。随后的讨论和研究激发了对Cloud-Based Design and Manufacturing(CBDM)等相似概念的探讨,这些概念同样受到了云端技术的影响。
云端制造可以被分为两大类。第一类是将制造软件部署在云端,即“制造版本”的计算。这种方式下,CAx软件可以作为MCloud的一项服务来供应。此外,第二类则范围更广,涉及生产、管理、设计和工程能力,这种系统整合了物理设备、材料等资源,支持整个供应链,实现成本的降低。
在这种系统下,无论是物质资源还是非物质资源,都必须能够支持整个供应链,以实现高效共享。
从资源的角度来看,每种制造能力都需要具体的制造资源来支持。制造资源通常分为软资源和硬资源两种。
软资源主要包括:设计、分析、模拟等整个产品生命周期的软件应用,以及在电子制造业中逐渐被接受的知识、技能及经验人员。
硬资源则主要包括生产设备、监控/控制资源、计算资源、材料及运输等,这些资源对于完成制造任务至关重要,并且直接影响最终产品的质量以及生产效率。
云端制造的布署模式多样化,包括公共云、私有云、社群云和混合云。私有云通常由单一企业或其子公司集中管理,而社群云则基于共享相似需求的组织之间的合作。公共云实现了多租户环境中服务的公开共享,而混合云结合了多种布署模式,兼具不同云端的优势。
不同用户可以根据需求搜索并调用合适的制造云服务,进而组合成虚拟制造环境,以便在全球供应链中完成其制造任务。
云端制造不仅是对于现有制造流程的大幅优化,更是未来制造业的一种重要趋势。随着物联网及智能管理技术的进步,制造业的效率及灵活性将会进一步提升,实现真正的智能制造。
如此一来,在这样的制造环境下,企业如何掌握云端制造的机遇,以应对快速变化的市场需求呢?