工業(yè)云計算在中國工業(yè)領域的發(fā)展與應用
云計算、大數(shù)據(jù)將成為未來10年乃至更長時間新一代信息技術和產(chǎn)業(yè)的關鍵和核心,其和移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等其他新一代信息技術一起正驅(qū)動互聯(lián)網(wǎng)向傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)滲透,推動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)融合發(fā)展,并作為現(xiàn)代服務業(yè)的有機組成部分,不斷與新業(yè)務形態(tài)、新商業(yè)模式互動融合,催生新產(chǎn)品、新技術、新模式。未來,產(chǎn)業(yè)中各行業(yè)邊界將逐漸模糊,全新的工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式正在到來,本文主要介紹了工業(yè)云計算在中國工業(yè)領域的發(fā)展與應用趨勢。
云計算成未來信息技術核心
工業(yè)云催生工業(yè)經(jīng)濟新業(yè)態(tài) 云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術的集成應用,推動了新型制造模式的產(chǎn)生與發(fā)展,也進一步加速了工業(yè)企業(yè)銷售模式的變革,催生了社交營銷、O2O(onlinetoOffline)、智能物流、互聯(lián)網(wǎng)金融、移動電子商務等生產(chǎn)性互聯(lián)網(wǎng)新興服務業(yè)態(tài),是推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整的重要引擎。 工業(yè)云通常指基于云計算架構的工業(yè)云平臺和基于工業(yè)云平臺提供的工業(yè)云服務,涉及產(chǎn)品研發(fā)設計、實驗和仿真、工程計算、工藝設計、加工制造及運營管理等諸多環(huán)節(jié)。工業(yè)云服務常見的方式有工業(yè)SaaS(SoftwareasaService)云服務、工業(yè)IaaS(InfrastructureasaService)云服務、工業(yè)PaaS(PlatformasaService)云服務等方式。工業(yè)云基于云計算技術架構,使工業(yè)設計和制造、生產(chǎn)運營管理等工具大眾化、簡潔化、透明化,通過工業(yè)云計算服務,可大幅提升工業(yè)企業(yè)全要素勞動生產(chǎn)率。 基于工業(yè)云服務,用戶一方面可以獲得云化的工業(yè)設計、加工工藝分析、裝配工藝分析、模具設計、機械零部件設計與性能分析、電磁場模擬等服務,從而大幅縮短產(chǎn)品升級換代周期、降低設計與制造成本、提高產(chǎn)品性能;另一方面,工業(yè)企業(yè)的訂單管理、主生產(chǎn)計劃、備料等諸多環(huán)節(jié)均可依托工業(yè)云平臺的ERP(企業(yè)資源計劃)、DMS(經(jīng)銷商管理系統(tǒng))、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)等企業(yè)管理工具來提升管理效能;同時,用戶也可基于工業(yè)云服務平臺對生產(chǎn)設計、企業(yè)經(jīng)營管理及用戶交互中各種數(shù)據(jù)進行充分挖掘,利用大數(shù)據(jù)為企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、營銷、交易、服務等活動提供服務。 工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合旨在加速工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和提質(zhì)增效,變革傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)運營方式,創(chuàng)造出更大的價值,這就需要以云計算、大數(shù)據(jù)輔助工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新其研發(fā)、生產(chǎn)、運營、營銷、服務和管理方式。當前,基于云計算平臺的工業(yè)設計、虛擬裝配、精準營銷配送、精準廣告推送等模式已成為企業(yè)發(fā)展的新趨勢,可以說,工業(yè)云計算服務、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務已成為推動互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展的主要支撐手段,并與企業(yè)技術研發(fā)、流程管理以及生產(chǎn)經(jīng)營等方面緊密融合,塑造企業(yè)發(fā)展新模式、催生工業(yè)經(jīng)濟新業(yè)態(tài)。 全國各地積極建設工業(yè)云計算平臺 2009年9月,北京市計算中心開始工業(yè)云實踐,打造工業(yè)云計算服務平臺(http://www.industrycloud.com.cn),基于其200萬億次高性能工業(yè)云計算服務平臺,能夠以SaaS云服務方式提供CAD(計算機輔助設計)、CAM(計算機輔助制造)、CAPP(計算機輔助工藝設計)、CAE(計算機輔助工程設計)、PLM(產(chǎn)品全生命周期管理)等所需要的工具和管理軟件服務,還能夠為中小企業(yè)提供豐富的設計制造資源和3D打印等工程服務,截止到2015年,該平臺已經(jīng)服務近十萬戶,廣泛應用于工業(yè)設計、虛擬制造、動漫渲染等諸多領域。 2013年以來,國家出臺了一系列政策鼓勵工業(yè)云的發(fā)展,《國務院關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng) ”行動的指導意見》、《國務院關于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》、《中國制造2025》、《信息化和工業(yè)化深度融合專項行動計劃(2013-2018年)》等文件均把推動工業(yè)云的發(fā)展作為推動兩化深度融合和“互聯(lián)網(wǎng) ”的重要抓手。2013年,工業(yè)和信息化部確定北京、天津、河北、內(nèi)蒙、黑龍江、上海、江蘇、浙江、山東、河南、湖北、廣東、重慶、貴州、青海、寧夏等16個省市開展首批工業(yè)云創(chuàng)新服務試點,基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術,建設工業(yè)云服務平臺,聚集和共享制造資源和創(chuàng)新資源,推進制造需求和社會化制造資源的高質(zhì)高效對接,探索制造業(yè)領域的共享經(jīng)濟新模式。 在上述工業(yè)云創(chuàng)新服務試點中,天津市主要依托天津超算中心建立了天津濱海工業(yè)云平臺;內(nèi)蒙古采用“1 N N”服務模式(即一個平臺、多種應用服務、多種專業(yè)資源服務)打造包頭兩化融合暨工業(yè)云創(chuàng)新服務平臺;黑龍江工業(yè)云平臺,包括工業(yè)云設計、工業(yè)云存儲等應用;河南工業(yè)云平臺主要由設計云、服務云、管理云組成;山東工業(yè)云創(chuàng)新服務平臺,依托山東超算中心,主要提供設計云、管理云、商務云、物聯(lián)服務云、知識云及數(shù)據(jù)云等服務;江蘇工業(yè)云平臺主要提供面向汽車行業(yè)的數(shù)字化設計仿真等云服務;上海工業(yè)云公共服務平臺面向鋼鐵、汽車、民用航空、機電設備四大重點產(chǎn)業(yè)和研發(fā)、管理、設備、能源、物流、商務等六大重點領域,為企業(yè)提供SaaS云、IaaS云服務;廣東工業(yè)云平臺主要提供政務云、云桌面、工業(yè)軟件云、培訓云、檢測云、電商云等云計算服務;重慶工業(yè)云平臺包括工業(yè)設計云、企業(yè)采購云和工業(yè)金融云等三大云服務平臺。 據(jù)不完全統(tǒng)計,16個工業(yè)云平臺注冊用戶數(shù)超過1500萬,企業(yè)用戶數(shù)超過20萬,提供軟件工具和軟件服務超過3000個,模型、圖紙、手冊等技術資源超過4萬個,培訓視頻超過7500部。上述工業(yè)云平臺在驅(qū)動當?shù)毓I(yè)經(jīng)濟發(fā)展中均發(fā)揮了重要作用,以貴州工業(yè)云(http://gz-icloud.com.cn)為例,貴州工業(yè)云提供260個云應用,服務企業(yè)用戶達15998家,基于工業(yè)云服務,2015年實現(xiàn)重點行業(yè)數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率達到40.5%,比2014年提高4.8個百分點,傳統(tǒng)企業(yè)電商覆蓋率達到35.3%,比2014年提高5個百分點。預期2016年,在貴州工業(yè)云的推動下,重點行業(yè)數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率將達到45%以上,傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)電商化覆蓋率將達到40%以上。 當前各地工業(yè)云計算平臺的建設和發(fā)展,從總體來看,對推動區(qū)域經(jīng)濟體產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極的效果,取得不錯的成績,但也存在若干問題,主要有以下幾個方面:從平臺建設來看,大部分工業(yè)云平臺的建設沒有和區(qū)域經(jīng)濟體資源稟賦以及主導產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢相結合,部分區(qū)域在建設工業(yè)云服務平臺中也沒有結合當?shù)匾延械墓灿嬎惴掌脚_資源,造成重復投資、資源閑置等問題;從平臺服務來看,大部分工業(yè)云平臺以提供工業(yè)SaaS云服務為主,存在服務內(nèi)容同質(zhì)化、服務標準不統(tǒng)一、用戶數(shù)據(jù)安全保障不到位等問題,同時工業(yè)云服務也沒有和工業(yè)大數(shù)據(jù)服務融合起來;從商業(yè)模式來看,當前大部分工業(yè)云平臺的運營主要以政府投資為主,面臨盈利困難等運營壓力,如何進一步加大工業(yè)云平臺的推廣和使用,創(chuàng)新商業(yè)模式,引入成熟的市場化發(fā)展機制,讓更多的用戶能透明化訪問和使用工業(yè)云計算平臺,值得深入探索。 如何推動工業(yè)云下一步發(fā)展? 結合前期工業(yè)云計算服務創(chuàng)新試點的實踐,需從如下幾個方面進一步促進工業(yè)云計算平臺的發(fā)展: 大力開發(fā)大規(guī)模工業(yè)應用軟件,發(fā)展工業(yè)PaaS云應用 當前全國各地建設的工業(yè)云計算服務平臺,大多數(shù)以提供SaaS工業(yè)云服務為主,但目前大部分大規(guī)模工業(yè)應用軟件并不支持云計算架構。在科學與工程計算領域,軟件市場長期完全由國外軟件壟斷,版權費用非常昂貴,且并行規(guī)模還受限制,這些工業(yè)應用軟件大多發(fā)展于半個世紀前,軟件框架未能考慮現(xiàn)在及未來的超大規(guī)模計算需求,特別是前處理部分,已被證明是阻礙大規(guī)模計算發(fā)展的嚴重瓶頸。構建工業(yè)云計算服務平臺迫切需要高水平的自主開發(fā)的面向云計算體系架構的大規(guī)模并行應用軟件。 當前大部分工業(yè)PaaS云服務和商業(yè)模式還處于摸索階段,還存在很多缺陷和不足,而恰恰PaaS對提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力意義深遠,因為當前制約傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的很大一方面就是缺少必要的創(chuàng)新工具、創(chuàng)新平臺以及專業(yè)的創(chuàng)新團隊,云計算中心以透明化方式提供行業(yè)應用PaaS服務將有效解決這一問題,尤其在傳統(tǒng)制造業(yè)方面,但傳統(tǒng)制造業(yè)的PaaS平臺研制還面臨諸多問題,如制造行業(yè)的細分問題,制造業(yè)非常龐大,如何選擇細分的制造領域入手?如何提供透明化的PaaSAPI接口供制造業(yè)用戶調(diào)用?這些都是問題,解決了這些問題,云計算對產(chǎn)業(yè)的拉動和潛力才能完全得到釋放。工業(yè)云在未來的發(fā)展中,需更多地以建設工業(yè)PaaS云服務平臺為主,包括建設面向工藝和面向行業(yè)的PaaS云,如磨削云、切削云、焊接云、精加工云、服裝云等。 工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)需進一步融合發(fā)展 工業(yè)云旨在解決中小型工業(yè)企業(yè)在提升創(chuàng)新能力時往往要面臨的工業(yè)計算軟件及平臺搭建、計算機建模和仿真、高端研發(fā)人員的培養(yǎng)等諸多問題,基于工業(yè)云服務,工業(yè)用戶可進行快速有效的仿真模擬,降低設計與制造成本、提高原料的利用率、從而大幅縮短企業(yè)產(chǎn)品升級換代周期、提高產(chǎn)品性能、提升企業(yè)信息化能力、大幅提升工業(yè)企業(yè)的自主創(chuàng)新效率,并推動企業(yè)核心競爭優(yōu)勢的提升。 工業(yè)大數(shù)據(jù)基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、海量數(shù)據(jù)挖掘等新一代信息技術推動大數(shù)據(jù)在工業(yè)研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、市場營銷、售后服務等產(chǎn)品全生命周期、產(chǎn)業(yè)鏈全流程各環(huán)節(jié)的應用,并與智能機床、機器人、3D打印等技術結合,推動了柔性制造、智能制造和網(wǎng)絡制造的發(fā)展;工業(yè)大數(shù)據(jù)與智能物流、電子商務的聯(lián)動,也進一步加速了工業(yè)企業(yè)銷售模式的變革,如精準營銷配送、精準廣告推送等。 工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)均以輔助工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新其研發(fā)、生產(chǎn)、運營、服務和管理方式推動互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展,成為當前經(jīng)濟新常態(tài)下,加速工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和提質(zhì)增效的重要手段。工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù),二者你中有我,我中有你,均基于工業(yè)云計算服務平臺進行海量數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)挖掘和可視化呈現(xiàn),工業(yè)云是工業(yè)大數(shù)據(jù)的平臺和支撐手段,工業(yè)大數(shù)據(jù)則拓展了工業(yè)云的服務范疇,二者未來將進一步融合發(fā)展,推動互聯(lián)網(wǎng)由以服務個人用戶消費為主向服務生產(chǎn)性應用為主,由此導致產(chǎn)業(yè)模式、制造模式和商業(yè)模式的重塑。 工業(yè)云(大數(shù)據(jù))建設需進一步結合區(qū)域資源稟賦和主導產(chǎn)業(yè)特征 當前,工業(yè)云(大數(shù)據(jù))應用服務的供給和需求存在階段性結構性矛盾。一方面工業(yè)云計算服務、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務有著廣泛的需求;另一方面,部分工業(yè)云(大數(shù)據(jù))服務平臺卻存在用戶不足、資源閑置等情況。以上問題產(chǎn)生的原因主要有兩點,一是當前大部分工業(yè)云服務同質(zhì)化嚴重,大部分工業(yè)云平臺缺乏與當?shù)刂鲗Мa(chǎn)業(yè)緊密耦合的服務設計,接地氣不足;二是工業(yè)云作為相關技術、平臺和交易模式的集成創(chuàng)新,其發(fā)展受制于商業(yè)模式的簡潔性、效益的可預期性。當前已建成的工業(yè)云平臺其安全性、服務的易獲得性都有很大的提升空間,大部分還是政府資助在運營,需盡快走出一條商業(yè)化運營的可行模式。 在未來的工業(yè)云建設運營中,需進一步緊密結合區(qū)域經(jīng)濟體的資源稟賦和主導產(chǎn)業(yè)特征,要結合區(qū)域產(chǎn)業(yè)的集群性、產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)的關聯(lián)優(yōu)勢,因地制宜地建設工業(yè)云平臺、設計工業(yè)云服務,只有這樣,才能讓工業(yè)云成為推動當?shù)毓I(yè)經(jīng)濟發(fā)展的“潤滑劑”和“催化劑”。 依托大規(guī)模超算中心,構建區(qū)域工業(yè)云(大數(shù)據(jù))創(chuàng)新服務中心 工業(yè)云的發(fā)展最終將采取“垂直工業(yè)云服務”模式,采用“大規(guī)模計算平臺 大規(guī)模工業(yè)設備 領域?qū)<覉F隊 主導產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務”的垂直創(chuàng)新模式,基于區(qū)域經(jīng)濟體資源稟賦和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢建立區(qū)域級工業(yè)云服務平臺(也即工業(yè)云創(chuàng)新服務中心)。從美國等發(fā)達國家來看,依托云計算等新一代信息技術,建設先進制造創(chuàng)新中心并形成國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡,也是美國先進制造戰(zhàn)略的重大舉措。區(qū)域級工業(yè)云創(chuàng)新服務中心將成為未來區(qū)域經(jīng)濟體新技術的主要供給者、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要催化劑。通過工業(yè)云創(chuàng)新服務中心,可進一步提升區(qū)域經(jīng)濟體主導產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,并通過其滲透和擴散性,培育新經(jīng)濟增長點。 在建設區(qū)域工業(yè)云創(chuàng)新服務中心時,要依托大規(guī)模超級計算中心打造工業(yè)云(大數(shù)據(jù))平臺。超算中心是為工業(yè)、商業(yè)、政府決策支持等領域的計算密集型應用和數(shù)據(jù)密集型應用提供快速、精確處理能力的數(shù)據(jù)平臺,與云計算中心相比,其服務的本質(zhì)都是提供計算服務能力和數(shù)據(jù)處理服務能力。千萬億次以下的超算中心在我國已建成很多,在2015年11月發(fā)布的中國最快性能超級計算機TOP100排行榜上,入榜的超級計算機每秒浮點運算性能全部超過300萬億次。2015年11月發(fā)布的全球最快性能超級計算機TOP500排行榜中,全球21.8%的最快性能超級計算機(共109臺)安裝在中國,居世界第二。當前我國擁有千萬億次以上計算能力的超算中心有10家以上,如:廣州超算中心、天津超算中心、深圳超算中心、濟南超算中心、長沙超算中心等等。預期到2017年我國將有15家以上千萬億次規(guī)模的超級計算中心。雖然廣州超算中心的“天河2號”超級計算機在去年11月發(fā)布的全球最快性能超級計算機TOP500排行榜上以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度第六次奪冠,但我國超級計算的發(fā)展依然面臨缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和功能定位、交叉領域的專業(yè)技術團隊嚴重缺失、行業(yè)應用軟件依賴國外嚴重、超級計算機應用效率低下等問題。如何規(guī)劃和高效利用大規(guī)模超算中心,讓其滲透和擴散到行業(yè)創(chuàng)新的方方面面,是當前需高度重視的問題。 隨著虛擬化技術的發(fā)展、通信延遲的降低以及高性能計算應用類型和需求的多樣性、廣泛性,高性能計算云(High-performanceComputingCloud)以其較小的性能開銷、靈活自主的管理服務模式逐漸成為超級計算的主流服務模式。以云計算的理念運營超級計算中心是一個重要的發(fā)展趨勢。2015年10月,美國發(fā)布《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》,該戰(zhàn)略明確提出需保持美國在高性能計算領域的領先地位,政府機構將與計算機生產(chǎn)商和云供應商合作,令高性能計算資源更容易為人們所獲得。在工業(yè)云未來的發(fā)展中,需進一步依托大規(guī)模超級計算中心建設區(qū)域工業(yè)云(大數(shù)據(jù))創(chuàng)新服務中心,一方面,能基于云計算方式有效整合當前閑置的大規(guī)模超級計算中心資源;另一方面,也能夠提供工業(yè)應用重大工程問題求解能力和大規(guī)模海量數(shù)據(jù)挖掘能力的支撐,并能承載培養(yǎng)和儲備跨學科交叉領域高端專業(yè)人才的重任。 產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整優(yōu)化和經(jīng)濟效率的提升是當下推動我國經(jīng)濟發(fā)展的本質(zhì)。工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù),作為生產(chǎn)性服務業(yè),其本質(zhì)是基于技術創(chuàng)新,通過生產(chǎn)要素使用效率的提升來提高資源配置的效率,從而推動工業(yè)企業(yè)全要素生產(chǎn)率的提升,也即工業(yè)經(jīng)濟效率的提升。發(fā)展工業(yè)云(大數(shù)據(jù))服務,是發(fā)展現(xiàn)代服務業(yè),推動我國區(qū)域經(jīng)濟結構調(diào)整,提升我國產(chǎn)業(yè)結構高度的有效手段。
(來源:物聯(lián)網(wǎng)那些事)
提交
超越傳統(tǒng)直覺,MATLAB/Simulink助力重型機械的智能化轉(zhuǎn)型
新大陸自動識別精彩亮相2024華南國際工業(yè)博覽會
派拓網(wǎng)絡被Forrester評為XDR領域領導者
智能工控,存儲強基 | 海康威視帶來精彩主題演講
展會|Lubeworks路博流體供料系統(tǒng)精彩亮相AMTS展會