工業4.0下的云制造資源集成分析

沈劍飛

摘 要：本文主要針對工業4.0下的云制造資源集成所具備的內涵進行了闡述，并分別對云制造資源的集成框架以及宏觀建模進行了分析，發現基于工業4.0下的云制造資源能夠將各種類型的資源實現虛擬化，進而使資源集成實現云端化。對此，文章針對工業4.0下的云制造資源集成進行了分析。

關鍵詞：工業4.0;云制造;資源集成;分析

在“工業4.0”、“中國制造2025”等發展理念提出之后，在極大程度上推進了制造業的發展步伐，并在此基礎上提出了云制造理論。云制造理論的運用主要體現了智能制造模式，基于云制造環境下，制造資源在地域方面具有分散性，受到了極大的約束性。因此，有效提升云制造資源集成是至關重要的，在當前階段依然是工業生產中亟需解決的一項難題。

一、工業4.0下的云制造資源集成與制造資源集成具備了哪些內涵

對于云制造資源集成的內涵而言，我們通常能夠知道它是一種具備構造性、系統性特點的理念，但是其還能夠理解成為對一些復雜性問題進行有效性的解決。一般情況下，在進行云端化計算的時候，通常是針對2個及2個以上的要素來具體實施的，比如傳統經濟環境、計算機網絡環境等，這樣能夠使其實現有機整體集合的有效性構建。在構建集成范圍區域性、全球性等集成的時候，不能簡單的認為就是將幾個要素疊加在一起就行了，而是需要依據一定的集成規則來實現各個要素的有機組合，這樣對于系統的整體功能有效的獲得提升是有利的。隨著工業生產的不斷發展，促使工業的制造模式發生了巨大的變化。云制造資源集成的實現主要是通過對云計算、物聯網等現代化新型技術的充分利用，將制造過程中的各種資源及能力實施有機結合，比如設備、物料、技術、人力等資源以及制造能力的結合，并不是將這些資源及能力進行單純性的疊加，從而使得各個方面的性價比、柔韌性等方面與相應速度之間建立關系，尤其是集成要素與響應速度這兩方面的性價比，能夠與響應速度之間構建起良好的制造核心能力。所以云制造資源集成在實現的情況下，通常是將有效實現生產最大化作為制造目的的，通過對各種先進的現代化技術進行利用，比如計算機信息、物聯網等高新技術，促使世界范圍內存在的線下軟制造資源與硬制造資源，都能夠成為需要使用的一個對象，進而實現對制造能力的有效性整合，最終使需求方在各方面的需求都能夠高效、快速地完成。

二、云制造資源集成框架

云制造技術的具體實施過程中，可以通過當前階段最為先進的物聯網技術，比如衛星網、傳感器、有線網、條形碼、互聯網、等技術，進而高效的采集線下資源，并對線下的狀態信息進行充分的分析，從而建立起一個云化的虛擬資源池，將系統收集到的各種被虛擬化之后的制造資源實施整體化整合，并通過相應的活動促使制造資源能夠實現信息交互的目的，在具體實施的過程中，通常會將任務需求的高效性、快速性完成作為目的，從而對制造資源實施相應地集成。

三、云制造資源集成宏觀建模

在理解制造資源集成的時候，如果將其簡單的理解成為l+1=2那是錯誤的。在實際建模的過程中，一項重要的實現手段就是資源集成，集成在這種方式下實現的整體效果與原來單體制造所體現出來的作用要更加具有優越性。云制造資源集成實施的最終目的就是能夠大幅度提升生產的有效性，這也是我們對升核心制造能力進行提升的一種有效性的辦法，但是核心制造力與制造資源之間存在著直接的關系，其在協作方面體現出的效果極為重要。假設，能夠作為可集成制造資源的云制造資源數量為n種，那么在對這些制造資源能夠獲得的制造能力進行計算的時候可以通過以下算式實施相應的計算：

A=f（r1，r2，r3，......rn）=

[i=1nkiri]+[j=2nαj（j-1）2]rj-1rj+[q=3nβqq-1q-26]rq-2rq-1rq+...+[m=pn?Πm=pnn-m+1m]r1r2r3...rm+...+ωr1r2r3...rn+ε。

式中：r1，r2，r3，......rn則表示制造資源為n個;ki在其中則代表的每一個制造資源是不存在協作關系的，他們單獨個體在發揮自身作用的時候，所表現出來的核心能力貢獻系數;其中α[j（j-1）2]在式中表示的是制造資源兩兩協作的時候，對核心能力的貢獻系數;β[qq-1q-26]這一算式在其中代表的貢獻系數，是處于β個相互協作狀態下系統核心能力所產生的貢獻系數;而[?Πm=pnn-m+1m]這一算式在式中主要表示的貢獻系數，是由p個資源相互協作的狀態下系統核心能力產生的貢獻系數。以此類推，為了實現非線性制造資源集成系統核心能力的增加可以使用以下措施：⑴加強各個制造資源自身核心能力的提升，即[ki]∈（0，+∞）時需要將式中的ki值進行加大，當[ki]∈（-∞，0）時也需要使式中的[ki]值增大。⑵加強多個制造資源集成核心能力的提升，當式中[ki]、α、β、[φ]、ω這些系數的取值范圍處于（0，+∞）時，需要將[ki]、α、β、[φ]、ω這些系數的值增加;當式中[ki]、α、β、[φ]、ω這些系數的取值范圍處于（-∞，0）的時候，則需要使[ki]、α、β、[φ]、ω這些系數值增加。⑶不斷提升各個制造資源之間協同工作的能力，這樣能夠使各個資源之間的協作的有效性獲得提升，使其對整個核心能力都產生極大程度的影響，從而在增值效果方面體現的非常顯著，促使不協同帶來的負面效用獲得減少。⑷能夠有效的加大式中的ε，以達到增大制造能力的目的。

四、結束語

綜上所述，基于工業4.0下的工業生產制造，在極大程度上推進了制造業的發展，最顯著的特征就是實現云制造資源的集成，促使工業制造實現了智能化發展，進一步加快了現代工業制造領域的發展進程。

參考文獻：

[1]關賀，石宇強.工業4.0下的云制造資源集成研究[J].機械工程師， 2015（12）：19-21.

[2]婁旭偉.云制造環境下生產資源虛擬化的研究與實現[D].哈爾濱工業大學.

[3]趙霞.建筑工業4.0視角下基于BIM的建筑集成設計方法研究[D].北京交通大學， 2015.