基于智慧工业互联网的行业云
2021-11-03 来源： 智造苑
基于智慧工业互联网构建行业网络化协同云平台，形成以企业为中心，上游客户、供应商、加工协作企业、检测、金融服务机构等角色共同组成的产业链协同发展生态圈，提供协同智造、供需对接、工业软件、设备接入、行业资源、产学研等服务。企业可通过生态圈与上游客户协同设计、获取原材料、找到加工协作单位和检测及金融服务，大幅提高产业链协同工作效率、缩短交货期、降低成本。其他角色企业也通过生态圈实现服务化转型。
「 1.行业云平台功能框架 」
基于云计算、大数据技术实现云制造需求侧与供给侧精准匹配。需求方可以通过匹配生产能力，寻找到生产专业所需产品的企业，并指定企业、指定产品进行生产，也可以通过市场化方式优选外协加工企业；汇聚产学研用等行业资源，充分发挥资源价值并提升资源调用效率。平台提供产学研、人才培养、工业技术咨询、工业软件等服务组件，为生产制造企业提供专家、人才、技术方面的快速对接；通过物联网技术，实现现场设备的接入，调用INDICS提供的云存储、数据存储和计算资源、大数据分析引擎，实现基于大数据的车间、产线、企业的运营管理；通过云端SaaS应用支撑产业链协同制造与管理。采用CRP软件实现企业间生产管理协同，外协订单管理协同，提高管理效率。严格按照工业云标准体系（IaaS、PaaS、SaaS）构建平台框架及层次；应用了平台SaaS层APP，并基于微服务和AOP架构进行定制开发，支撑行业企业数字化运营。（图1）
图1 行业云平台框架图
「 2. 行业云平台应用场景 」
不同行业对于智慧工业互联网平台的具体应用场景各有不同，部分具有共性特征的应用场景包括：
（1）产业链协同研制。支撑行业内制造能力均衡配置，解决协同设计、协同研发、协同生产等问题；
（2）供应链协同采购。汇聚原料及产品资源形成产品库和材料库，支撑行业上中下游协同采购与销售；
（3）数字化研发设计。汇聚行业信息化服务商及其产品，提供研发设计等各环节应用软件，满足数字化研发设计应用需求；
（4）工业资源在线共享。汇聚专利、标准、专家、设备等工业资源，帮助企业快速弥补发展短板。
「 3. 行业云平台应用案例 」
【案例1】横沥模具产业云专区
1）行业痛点
横沥模具产业正处于企业转型升级的关键时期，面临着一些发展中的问题，例如：横沥模具产业存在品牌知名度不高、营销渠道单一、同质化竞争激烈、水平参差不齐、人工成本急剧增加等发展瓶颈。主要问题是：
“横沥模式”已经形成，横沥模具主要是冲压和注塑模具，涉及全世界几乎所有汽车厂商。但由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，国内虽然已经有不少企业完成了从作坊式和承包方式生产向零件化现代生产方式的过渡，但沿用作坊式生产的小企业还不少。国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其余为自产自用，造成商品化程度也低，产业要素受限，营销链受制约，区域品牌影响力不够。产业缺少传统产业转型升级平台，急需产业发展模式与智能制造模式、互联网模式结合，形成有效的线下转变到线上产业发展模式。
模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，资源尚未整合，未形成良好的行业生态圈。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面。模具市场需求量巨大，客户提出个性化的模具需求诸如：加工工艺、型腔数、流程工艺、模仁材质、使用寿命等等一系列要求，企业期望从设计、模型选择、试模等一系列动作去满足客户需求从而实现利润最大化。但目前模具生产还是以订单为驱动、来单加工的生产模式，传统的出差上门定制方式滞后于模具市场的发展趋势，缺少面向用户个性化定制模式。依赖于线下行业的生疏造成了对模具需求的描述偏离制造方向，同时需求多样化致使分类无法呈现需求方的原意，再加之企业对自身模具制造能力定位模糊，多重因素的影响导致中国模具定制行业发展缓慢。
模具产业发展创新能力有待提升，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低，企业引入先进技术理念意识反应较慢，特别是在大型、精密、复杂、使用寿命长的模具技术上许多先进的模具技术应用还不够广泛，这是造成模具产品及其生产工艺、工具（包括软件）、装备的设计、研发（包括二次开发）及自主创新能力薄弱的重要原因。
行业和企业的专业化水平都比较低，企业技术特长少，人员管理程度较低。因而模具产业的发展需要打破粗放发展的“要素驱动”生产模式，通过智能车间改造，改变现有的生产模式和生产设备，提升企业在产业价值链中的地位。
2）解决方案
为横沥镇模具产业转型升级需要，提升当地模具企业整体信息化水平，带动横沥镇模具龙头企业上线，横沥镇与航天云网合作打造了横沥模具云产业。
横沥模具产业云专区集B2B供需对接、在线交易、模具定制、协同生产、产学研对接和双创服务为一体，项目建设具体目标概括为“一个专区，六大功能，N个特色服务”。践行“互联网+模具”战略，实行“一对一”解决方案的同时引导企业将营销网络化、管理云端化、效率数字化、企业智能化。推进横沥镇模具产业模式创新，增强产业聚集效应，提升品牌竞争力。开展横沥模具云制造项目对接与改造，提升模具企业整体资源的使用效率和设计制造协同能力，依据实际情况，拓展开发航天云网模具产业云制造服务平台。（图2）
图2 横沥模具产业云架构
（1）建立产业供需平台，服务产业转型发展。为帮助横沥模具产业转型升级，横沥模具产业云建立了制造能力与求购能力平台。主要是生产企业与求购企业实现在线交易的平台，使企业从传统的模式生产，通过线下对自有技术的细化和定位，发展到线上同步协同发展政产学研用金介，将企业实力展示在制造能力大厅，放大和聚焦企业的产业精工之处，提高了企业的营销水平；求购服务则作为高效的实时需求窗口，将企业急需的采购信息快速呈现出来，以求快速达成交易。这改变模具产业原有的线下传统经营模式，转型为与互联网的线下线上相结合的产业发展模式，在该平台上，模具企业可以发布或采购制造能力和求购需求，提升模具产业价值链的资源共享。
（2）模具定制服务是专区倾力为企业打造的特色板块。未来模具产业发展方向将向个性化、定制化模式发展，模具本身的特殊用途决定了定制化是必然途径。该板块在为用户提供了上传图纸、柔性生产等便捷化服务的同时也为企业扩展了营销渠道。平台上的3D打印技术，为定制化企业提供3D模具制作、模具研发、产品设计、产品验证等全方位服务，孵化一批3D打印技术服务企业。
（3）横沥模具云产业专区构建创新服务体系。云产业专区构建了以科技、创新服务为主导，金融、信息以及物流等各类专业性配套服务和高校合作的模具工业已经成为国民经济的重要基础工业，模具工业发展的关键是模具技术的进步。协同智造服务为企业在生产制造的过程中提供云排产、可视化车间等一条龙软件云服务支持，规范了企业的生产操作，提升了企业的业务操作效率。
横沥云产业专区通过运用互联网租用模式，改变了传统模具行业一直以来以租代买的经营模式，减少了模具企业二次技术改造，节省企业资金成本，提高企业生产管控效率。
“多校共建”打造协同创新中心，实现产业与金融、科技和人才“三融合”，引入高校和科研院所的技术合作服务-产学研对接，为科研机构能与企业良好的互动提供一个平台，发挥高校及科研机构水准，形成科研成果向生产技术的转化。同时响应国家提倡大众创业万众创新的战略发展思路，横沥模具产业云专区搭建了双创服务模块平台，成为小微企业和创新企业创新创业的孵化器，吸引众多高端优势产业聚集，提升模具产业创新能力发展[1]。
3）应用效果
横沥模具产业云专区是整合了模具产品全生命周期服务的综合性服务平台，是“互联网+区域+行业”的典型应用案例，同时也是政府主导的线上线下协同创新的创新尝试，对互联网+大背景下的产业和区域改革的示范效应较为明显，具有较强的可复制性。项目以提供企业智能工厂解决方案为最终目标，理论与实践相结合，引导模具企业紧跟信息技术发展趋势，发挥后发优势，引领跨领域融合创新。
横沥项目组坚持收集分析需求与功能完善相结合，通过使用横沥模具产业云专区平台，为企业开辟了一条数字化、信息化的运营模式,通过企业传统生产模式的转变与升级，使企业从传统大规模生产向大规模定制的模式转变，让企业由传统的线下模式通过与互联网结合转型线下线上相结合的开放性产业模式。天倬模具作为横沥模具产业云专区第一批企业用户，通过平台成交量明显提高。在模具定制这一特殊生产领域，平台为企业解决了找加工企业难、生产周期受限、业务忙闲不均、订单被层层转包等问题。在接下来将开展生产线在线视频点播、设备数据智能化采集方面的深入合作研究，有望在模具行业智能化改造方面取得突破。
伴随航天云网的成长，横沥模具产业云专区还将不断丰富功能和应用，推动模具产业的数字化、智能化发展。提高横沥模具在模具行业的地位，带动模具行业整体产业价值链的转变。
【案例2】康居网家居云平台
1）痛点分析
为了帮助南康家具产业升级，工业云平台践行者——航天云网成立了家具行业专业平台——康居网。康居网人员对南康家具行业进行了近半年的调研，在调研后发现南康家具产业存在以下几个突出问题：
（1）产业链薄弱环节有待强化，集聚效应尚待增强。南康的家具产业链条虽较完整，但不同环节仍存在一些问题。首先是缺少设计人才，南康地处四线城市，与广州、深圳等一线城市相比缺乏吸引力，同时，南康地区缺乏专业院校以及文化底蕴，造成南康专业设计人才比例较低，企业创新能力弱。其次是产业协作配套能力不足，木材、油漆、五金等家具产业的重要配件本地供应商供给严重不足，多是从外地采购，但受区域限制，南康企业缺少购买渠道、比价途径，导致企业采购成本偏高。此外，南康家具企业品牌意识弱，配套企业之间各自为政，缺乏合作与交流，很难形成大品牌，造成区域品牌影响力不够。
（2）缺乏定制化能力，不能迎合市场发展趋势。近年来，随着新一代年轻消费群体的兴起，以客户为导向的生产方式逐渐成为市场发展主流，个性化定制家具越来越受到客户的追捧，但是南康家具企业仍然沿用传统的方式，走批量化生产之路，这种生产方式与家具市场的主流是背道而驰的。南康有家具生产企业7000多家，规模以上企业72家，但至今为止没有一家企业有成熟的定制化业务，与市场发展趋势脱节，其原因是以实木家具生产为主的南康家具产业缺少一套成熟的实木家具定制化平台来降低成本，释放产能。
（3）生产车间工艺落后，未来市场竞争力弱。南康家具企业多是以生产实木家具为主，受实木家具生产方式及南康行业发展现状的制约，南康家具多是以半机械化和手工为主要生产方式，设备自动化程度不高，管理人员管理手段落后，这种粗放式的生产方式造成企业生产效率低，产品成本高，企业在市场中的竞争力越来越弱，同时生产数量大多是“拍脑袋、凭经验”决定，从而造成库存积压严重。为了企业的长远发展，实木家具企业必须改进生产设备，用现代的技术指导生产。
2）解决方案
针对南康家具行业存在的问题，康居网从“线上”、“线下”途径提出了解决方案，以帮助南康家具产业升级。（图3）
图3 康居网方案
（1）打造供需产业链，补充产业链短板。首先，针对南康设计资源缺乏的问题，康居网平台建立了设计师联盟。设计师联盟平台主要是设计师与企业实现在线交易的平台，设计师可以在该平台上展示与销售自己的作品；家具企业可以在该平台上购买适合企业生产销售的设计，使企业不出南康就可享受广州、深圳等一线城市的设计资源。其次，B2B交易商城解决了南康企业购买原料途径单一、企业间信息闭塞的问题，在该平台上，家具企业可以采购全国各地的生产原料，也可以发布自己的需求和能力，实现能力协同、资源共享。
（2）家具定制化。家具定制化是康居网致力打造的一个重要项目，其目的是为南康有定制化业务的家具企业提供家具定制化平台，建立南康的实木定制化品牌。“实木定制”不同于一般意义上的“板式定制”，后者从原材料成型、切割、分装到售后安装，已经形成标准化生产模式，而“实木定制”从家具款式、实木切割到粘贴成版等工艺都需要全新的定义与梳理才能适应新的发展。通过前期与南康企业的不断沟通，康居网推出更适合于南康本地的定制化系统，可协助代理商和工厂完成从上门量尺、方案设计、在线签约再到总部柔性化生产、产品配送以及维修等服务，为用户提供一站式定制服务。在家具生产的过程中，使用户由单纯的消费者转变为“产消者”，全流程参与协同制造，最终帮助南康建立南康实木定制品牌，提高产品的附加价值。
（3）家具企业改造。为了提高南康家具的智能化水平，康居网针对南康地区的产业特点，采取了层层递进模式对当地家具企业进行改造。首先从最小的嵌入设备和基础元器件等入手，实现设备信息数据采集，让设备能够反映出自己的工作量、工作状态，实现哑设备的改造。其次，通过生产执行系统（云MES）监控全部生产过程，使整个生产现场完全透明化，实现哑岗位的改造。然后，通过企业资源计划系统ERP、MRP系统，实现对企业综合的全面管控，实现哑企业的改造。同时，还采用云销售系统实时了解市场销售信息，使企业能够根据市场销售情况按需制造、按需配送，使整个制造过程实现高度的柔性。此外，航天云网在南康投资建立了3D打印体验服务中心，3D打印替代了家具打样步骤，为设计转化为产品缩短了时间，减少了成本，解决了专业打样师傅稀缺等问题。
3）应用效果
自2015起，目前已有“自由王国”“仟亿”“蓝天木业”“文华家瑞”“港之澳”“潘峰家具”等十几家南康知名企业与康居网建立了合作，这些种子用户将带动产业上下游百余家配套企业与代理商陆续登录平台。
以自由王国为例（江西自由王国家具有限公司），从2015年10月开始使用康居网平台，不到半年时间，该平台上就收集了来自配套商和全国代理商的1300多条服务反馈数据。使用康居网上的各类系统不仅能够帮助企业与配套商、代理商第一时间处理消费者反馈的问题，企业还可以将出现的问题作为企业生产改进的依据。
2016年5月19日，3D打印体验中心在南康正式开馆，短短几周内，就为南康家具企业打造家具样品100多件，与200余家企业建立了合作关系，大大缩短了家具企业把设计图纸转化为产品的时间，减少了成本，间接地解决了专业打样师傅稀缺等问题。
参考文献
[1]安筱鹏.《工业互联网平台白皮书》.工业互联网产业联盟，2017.
引自：《智慧工业互联网》（作者：李伯虎 柴旭东 侯宝存）
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