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2015云计算与工业4.0:国内首个工业云 你知道么?

[日期:2015-02-02] 来源:国际金属加工网  作者: [字体: ]

  在2015年1月底举行的2014年全国工业通信业发展情况通报会上,工业和信息化部副部长毛伟明表示,信息化和工业化融合是面对当前经济下行压力,突破发展瓶颈,提升国际竞争力、产业竞争力、产品竞争力的关键。2015年,工信部将采取措施进一步加快两化深度融合,其中包括实施智能制造试点示范专项行动以及深化工业和互联网融合即工业互联网。

  北京“云链”工业SaaS云平台Chinahypercloud.com在北京“祥云工程”的指导下建设,于2014年底上线,据了解在国内尚属首个工业SaaS云(软件即服务)。在2015年1月的“云动力 无止境”软通动力创新技术论坛上,北京工业技术研究院技术创新服务中心主任李哲介绍了“云链平台”。“云链平台”集成了多款国内外主流工业设计、仿真软件,融入多个行业先进知识和项目经验,是为广大的产品研发设计师和仿真工程师提供在线工具应用的专业SaaS云平台。通过与北京工业技术研究院合作,软通动力、IBM、CAXA等合作伙伴参与了国内首个工业云北京工业云的建设,随后又相继参与了河南工业云和甘肃工业云等项目。

  工业4.0及我国面临的挑战

  工业4.0是2013年4月份德国政府在工业展览正式提出的战略。工业4.0由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成的,并已经上升为国家级战略。

  工业4.0其实是以智能制造为主导的第四次工业革命。李哲认为,工业4.0主要包括三个方面的内容:第一是智能工厂,研究智能生产系统及过程以及网络化分布式生产设施的实现;第二是智能生产,涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;第三是智能物流,通过互联网、物联网等整合物流资源。

  在智能制造方面,我国目前取得了一批基础研究成果和智能制造技术,智能制造装备产业体系初步形成,国家对智能制造的扶持力度不断加大。但企业的理论和技术的建设相对落后,智能制造中长期发展战略缺失,高端技术、高端设备、核心部件依靠进口,重硬件轻软件的现象突出。目前基本上关键的智能设备、装备、工业软件都依靠进口,尤其是90%左右的工业软件和90%的工业机器人,都需要依靠进口,而且费用昂贵。此外,80%左右的集成电路芯片70%左右的汽车制造关键设备、40%左右的大型石化装备等也需要依靠进口。

  孵化国内首个工业云

  北京工业技术研究院于2011年年底成立,是由北京市科学技术研究院和北京工业大学联合成立的一个研发和孵化机构。北京工业技术研究院定位于产业技术的研发中心、高新技术企业的孵化中心以及企业发展的服务中心。目前北京工业技术研究院下属有三个中心,包括技术创新服务中心、产业技术研发中心和高新技术企业孵化中心,北京工业云主要由技术创新服务中心负责建设。北京工业技术研究院与德国弗劳恩霍夫协会有长期的战略合作伙伴关系,该协会也为北京工业云的建设出谋划策。

  据李哲介绍,技术创新服务中心的前身北京市计算中心,是成立于1973年成立的一家科研机构,服务对象涉及政府、工业、商业、教育、交通、社会事务等多个领域。

  1978年,联合国开发署向北京计算中心提供技术援助一千余万美元,双方共同建立了北京国际经济合作信息处理和培训中心,引进了大型计算机。

  2009年,开始致力于北京工业云的建设,以服务中小企业科技创新为使命,现已经建成计算能力达200万亿次的工业云服务平台。

  2010年,北京市计算中心开始创建“工业云服务平台”,明确了高性能计算和云计算技术以及云商业模式的落地方向。2011年,正式依托北京市计算中心成立了技术创新服务中心,“工业云服务平台”成为北京市“祥云计划”重点示范工程项目之一。

  2012年,弹性计算平台“赢在云端”上线运行,为“工业云”提供IaaS层支撑。2013年5月,北京“工业云服务平台”的成功经验向全国19个省推广。

  2013年底,北京工业云服务平台Industrycloud.com.cn上线,同时成立了北京市“工业云”产业联盟。

  2014年底,北京工业SaaS云Chinahypercloud.com上线,侧重以在线服务的形式向中小企业提供工业软件和相关计算资源。

  北京工业技术研究院已经成功为200多家中小企业、科研院所提供相应的计算服务,并且与国内外知名企业建立了良好的战略合作关系。北京工业技术研究院技术创新服务中心在研究支持中小企业的产业转型和研发创新方面,进行了初步的探索,包括智能研发、智能加工和智能装备等三部分。

  智能研发:工业SaaS云

  北京工业云主要服务一百人以下、注册资金在两千万以下、年平均收入一千万以下的中小企业。北京工业技术研究院为中小企业提供包括硬件和软件在内的信息化资源,特别是工业设计软件资源。工业SaaS云是在北京工业云服务平台的基础上,把软件和硬件资源进行封装,再以SaaS云服务的形式,供中小企业在线租用。特别是工业软件,如果直接购买独立安装的套装软件则价格非常昂贵,改用SaaS云在线租用形式后,按使用时间付费,大幅降低了使用软件的成本。

  现在“云链”平台已经上线,中小企业可以在线享受线上购买和使用的方式,并且可在线进行察看和对帐。在云应用商店中,用户可以按照实际的业务需求购买资源和服务,实现按需分配,具备在线购买、在线使用和云端存储等一套完整的商业模式。云链具备应用部署接口,开发者能够将自己定制开发的应用部署于云链,把云链平台打造成为一个开放的应用资源交易系统。

  云链平台包括虚拟应用、高性能计算服务、工程数据管理和行业解决方案等服务类型。其中,高性能计算服务是传统业务,用户只要通过在网页提交参数和模型,就可以把高性能计算的资源请求下来,然后做大规模的并行计算。虚拟应用则把软件以虚拟化的形式推送给用户,采用的是Citrix的虚拟应用交付技术,可按照使用进行计费。工程数据管理帮助工程师将产品设计和仿真过程中产生的数据进行结构化的管理。行业解决方案则是云链平台提供基于Web模式的在线CAE定制化开发服务,面向机械机电、土木建筑、机械、加工成型、家电电子、环保等行业。

  云链平台还提供了工业威客。这是一个在线交易服务平台,专注于为工业领域提供设计、分析、实验与检测、工程计算等任务的发布与承接。平台将通过聚焦工业类专业人才的方式,将他们的经验、智慧、技术、知识以互联网的方式连接在一起转化成价值收益,在线人员基于解决问题的能力形成互动交流区。

  云链平台现在总计算能力为270万亿次,网络资源包括万兆主干网、千兆内部网、电信、联通、IPV4和IPV6教育网及电信国际VIP网,计算资源包括高性能计算服务器千余台,存储资源包括总容量超过2.7PB的日立和EMC盘阵等。在软件方面,可以为中小企业提供常用工业软件服务,包括3ds Max、HFSS 32核、Maxwell 32核、UG、Ansys 512核等。北京市计算中心还有领先的高精度喷墨型3D打印机和国内优秀的工业级低成本熔融挤压成型3D打印机以及配套的3D扫描仪,全面满足中小企业的逆向和快速成型需求。

  此外,云链平台还提供工程咨询服务,这是一个线下的服务,可以实现静强度和刚度计算、隔声降噪分析、运动仿真、传热换热分析、电磁兼容分析、流道优化、注塑成型等,该服务目前由一个20人左右的团队负责。

  智能加工:机械制造云平台

  北京工业技术研究院和中国机械生产工程协会联合了多家高校,借助高校机械加工工艺方面的知识与能力,面向智能加工,构建了机械制造云平台。

  这个平台是由中国机械生产工程协会牵头,由西交大、湖南大学等机械专业的教授、专家提供科研成果,包括数据库、软件系统、专家知识等,北京工业技术研究院则负责平台的建设、开发、运维和市场运作。

  机械制造云平台提供了磨削云、切削云和光整去毛刺平台。磨削云实现了磨削加工信息查询、自动编程、误差分析与补偿、磨削裂纹、磨削加工过程仿真、磨削工艺优化等功能。切削云则实现了切削设备、切削工具、切削加工、切削过程仿真、切削参数优化、自动编程等功能。光整去毛刺则分为包括超缓光磨、专家系统、抛光、仿真等在内的光整加工,以及包括机械方法、自动化方法、专家系统和仿真在内的去毛刺功能。

  以磨削云为例,企业现在大都使用数控机床,可在机械制造云平台上选择加工材料、加工工具等,选择完之后经由机械制造云平台提供的专家系统,根据工艺参数自动编程,然后连到数控机床后,将代码直接发送给机床,进行自动化加工和生产。

  智能装备:数字实验室

  北京工业技术研究院还在智能装备方面进行探索,成立了数字化实验室。目前该实验室占地200平米,主要是测试和案例展示功能,它可实现在线提交任务、状态监控和实验数据管理等功能。目前的设备主要有精雕机、万能力学试验机、模态测试系统、高速摄像仪、跌落实验机、红外热像仪、小型风洞试验系统、落锤冲击试验机等实验设备。

  数字化实验室还配备有3D打印设备,包括快速成型输出系统Object Eden 350和熔融挤压快速成型输出系统Inspire S250,目前线上能够接收3D打印任务。用户只要提供模型,或者委托北京工业技术研究院设计,打印机会把3D模型打印出来之后快递给用户,整个使用过程非常方便。

  此外,数字化实验室还提供了快速成形的3D扫描仪。其中,大场景三维激光扫描仪FARO Photon 120用于高清晰度及感应性迅速捕捉大范围内的三维影像,手持式三维扫描仪Creform VIU Scan能够实现各种三维检测应用,手持激光扫描仪Holon-3DH-3M用于小型精密零部件扫描等。

  北京工业技术研究院与软通动力合作,通过API(API官方网站,API社区,API产品一览,API应用案例)接口让用户自动使用云平台的资源,并且通过接口完成使用资源的查询、对帐等功能。据李哲介绍,包括北京工业云、河南省工业云和甘肃工业云的合作都是采用这种模式。李哲表示,希望继续与软通动力等合作伙伴合作,在工业4.0的时代共同发展我国的工业互联网与工业云平台。

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