Центр новостей

Новостная информация

Создание и преимущества облачной платформы для совместного обслуживания в литейной промышленности

Дата публикации:

2023-03-22


Анализируя особенности производства комплектующих для пресс-форм, можно отметить, что на данном этапе отсутствие обмена и координации производственных ресурсов, а также недостатки существующих производственных моделей препятствуют более сбалансированному развитию отрасли. Для решения этой проблемы, учитывая современные модели кооперативного производства и развитие облачных технологий, предлагается платформа облачной кооперативной сервисной модели для отрасли пресс-форм. Анализируются архитектура платформы, основные принципы и ключевые технологии. На примере показано, что платформа способствует более рациональному распределению ресурсов и повышению эффективности их использования, предоставляя предприятиям отрасли профессиональные технические и производственные услуги, тем самым повышая их конкурентоспособность.

«Современная промышленность начинается с пресс-форм». Пресс-формы играют важнейшую роль в обрабатывающей промышленности. Во-первых, качество и уровень пресс-форм напрямую влияют на качество конечной продукции, поступающей на рынок. Во-вторых, пресс-формы имеют очень широкое применение в промышленности, оборонной промышленности, производстве медицинского оборудования и т.д. Развитие пресс-форм в определенной степени отражает развитие обрабатывающей промышленности и является показателем технологического развития, инновационного потенциала и потенциала разработки. Будучи основой обрабатывающей промышленности, производство пресс-форм отнесено к приоритетным отраслям [1-3].

Во многих городах в промышленных зонах расположены многочисленные небольшие заводы по обработке деталей пресс-форм, а также некоторые крупные предприятия имеют собственные цеха или заводы по производству пресс-форм. Как правило, они характеризуются небольшими размерами, высокой концентрацией в отрасли и выраженной региональной спецификой. Это текущее состояние предприятий по производству пресс-форм в Китае. Слабый потенциал технологических инноваций и низкий уровень информатизации приводят к тому, что большинство предприятий по производству пресс-форм не могут быстро реагировать на рыночный спрос, что приводит к увеличению сроков разработки продукции и недостаточной конкурентоспособности на рынке [4].

1. Анализ характеристик отрасли пресс-форм

Проведен анализ проблем, существующих в настоящее время у предприятий по производству пресс-форм в области производственных мощностей и недостатков в режимах работы.

1.1 Анализ производственных мощностей

Продукция различных отраслей и предприятий отличается, что предъявляет разные требования к пресс-формам, что приводит к большому разнообразию продукции пресс-форм, а также к большому количеству деталей пресс-форм. Производственное оборудование и технологические процессы предприятий по производству пресс-форм также различаются, поэтому создание кластера отрасли пресс-форм является сложной задачей [5].

Из-за больших капиталовложений в оборудование и низкой степени его совместного использования коэффициент использования оборудования невысок, что приводит к замедлению развития предприятий по производству пресс-форм. Кроме того, чрезмерная конкуренция между предприятиями по производству пресс-форм приводит к снижению прибыли, и некоторые предприятия готовы снижать качество и срок службы пресс-форм ради завоевания рынка. Это не только искажает рынок и наносит ущерб клиентам, но и наносит ущерб отрасли пресс-форм в целом. В долгосрочной перспективе предприятия по производству пресс-форм заняты выживанием, игнорируя повышение уровня технологий и внедрение информационных технологий, что исключает инновации и затрудняет создание основы для трансформации и модернизации предприятий, что не позволяет удовлетворить спрос на продукцию среднего и высокого класса.

1.2 Анализ режимов работы предприятий по производству пресс-форм

1.2.1 Источники заказов

Предприятия по обработке комплектующих для пресс-форм являются типичными предприятиями производственного типа, ориентированными на заказы. От получения заказа и заключения контракта до поставки продукции предприятие должно пройти весь цикл проектирования и производства новых продуктов, включая проектирование, подготовку технологических процессов, закупку материалов и производство. Кроме того, вероятность повторения заказов очень низка, производство практически одноразовое, и каждый производственный цикл имеет характер опытного производства. Случайный характер заказов и сжатые сроки поставки создают значительное давление на предприятия по обработке пресс-форм в части проектирования и производства. Часть заказов предназначена для разработки новых продуктов головного предприятия или вышестоящего предприятия, это заказы на выполнение работ или обязательные заказы, что требует от предприятий по производству пресс-форм больших затрат времени и средств на разработку новых пресс-форм, что приводит к несвоевременной и неэффективной реакции предприятий на рыночный спрос.

1.2.2 Узкие информационные каналы

Большинство средних и малых предприятий по производству пресс-форм имеют ограниченные каналы получения информации, полагаясь лишь на общение торговых представителей с заказчиками комплектующих для пресс-форм в определенных отраслях для получения заказов. Ограниченные каналы получения информации о рынке приводят к неточному пониманию рыночной ситуации. Низкий уровень информатизации и недостаток информации о технологиях, технологических процессах и рыночной конъюнктуре также препятствуют развитию предприятий по производству пресс-форм. Закрытость и пассивное принятие заказов приводят к снижению способности предприятий реагировать на рыночные изменения.

1.2.3 Недостаточные возможности разработки и производства

Согласно результатам исследований, из-за недостатка квалифицированного персонала, программного обеспечения и оборудования на средних и малых предприятиях по обработке комплектующих для пресс-форм разработка пресс-форм является трудоемким процессом. Разработка пресс-формы простой конструкции занимает один-два месяца, а сложной — полгода и более. Поэтому предприятиям по производству пресс-форм без внешней помощи сложно быстро и точно использовать рыночные возможности [5]. Большинство предприятий по производству пресс-форм имеют недостаточный потенциал собственных разработок, нехватку высокоточного обрабатывающего и измерительного оборудования, а также недостаточный уровень управления. В условиях развития концепции «Интернет+» и при поддержке облачных технологий актуальной задачей обрабатывающей промышленности является использование передовых технологий производства, интеграция избыточных ресурсов, сокращение дублирования инвестиций в ресурсы, повышение эффективности использования ресурсов, снижение энергопотребления и выбросов, а также обеспечение совместного использования ресурсов и совместного управления [6]. Необходимо найти эффективную, высокопроизводительную и экономичную модель развития средних и малых предприятий по обработке комплектующих для пресс-форм.

2. Исследование и применение облачной модели производства


В январе 2010 года Ли Боху и др. [7] впервые четко сформулировали концепцию облачного производства, проанализировали модели работы облачного производства, разделили архитектуру платформы облачного производства на физический уровень ресурсов, виртуальный уровень ресурсов, уровень основных услуг, уровень прикладных интерфейсов и прикладной уровень, а также провели исследования ключевых технологий. Чжан Линь и др. [8, 9] предложили иерархическую структуру системы облачного производства, сравнили облачное производство с гибким производством, сетевым производством и производством, ориентированным на услуги, и подвели итоги особенностей облачного производства; Инь Шэн и др. [10] провели исследование интегрированной модели внешних производственных ресурсов в среде облачного производства; Тай Дэи и др. [11] предложили модель реализации облачного производства на основе поэтапного сотрудничества; Ван С.В. и др. [12] проанализировали процесс обслуживания облачного производства, а также модель спроса и логический поток облачного менеджера, предложив архитектуру системы облачного производства, поддерживающую взаимодействие. Ян Чэнь и др. [13] предложили прикладную модель управления ресурсами облачного моделирования; Ли Цян, Сюй Янь и др. [14, 15] предложили модели и технологии использования облачного производства в отрасли пресс-форм; Дан Чжаосюэ и др. [16] провели углубленное исследование организационной структуры и описания ролей платформы облачного производства пресс-форм, а также ее ключевых технологий; Ли Бо и др. [17] проанализировали возможности ресурсов платформы облачного производства пресс-форм, а также связанные с ней технологии оценки доверия платформы; Сяо Ган и др. [18] предложили модель применения облачного производства (CMIA), ориентированную на отраслевые союзы.

В данной статье на основе анализа текущего состояния отрасли пресс-форм и исследований по применению облачных платформ, опираясь на концепцию модели обслуживания поставщиков услуг [19], предлагается глобальное решение для кооперативной модели облачного производства предприятий по обработке комплектующих для пресс-форм на основе CMIA, как показано на рисунке 1. Используя CMIA в качестве основы для разработки системы, снижается необходимость анализа гранулярности производственных услуг, что упрощает разработку и техническое обслуживание системы облачного производства; система лучше адаптируется к сложной и изменчивой рыночной среде, что повышает ее гибкость; позволяет точно и быстро интегрировать информацию о ресурсах, связанных с присоединением предприятий-членов к динамическому альянсу, в информационную сеть, что обеспечивает эффективную интеграцию эффективных сервисных ресурсов между предприятиями-членами в сетевой среде, что способствует более рациональному распределению ресурсов. В системе облачной кооперативной сервисной модели используется агент, управляемый стратегиями, который в зависимости от различных запросов на облачные услуги использует соответствующие алгоритмы сопоставления ресурсов для распределения различных сервисных ресурсов, повышая эффективность использования ресурсов и эффективность работы предприятий по производству пресс-форм, что способствует гибкому развитию предприятий по производству пресс-форм и повышению их способности реагировать на рыночные изменения.

3. Облачная модель производства пресс-форм с поддержкой кооперативного обслуживания

Создание платформы для совместного производства услуг по обработке мелких деталей и комплектующих для пресс-форм на основе отраслевого альянса и облачного производства позволяет не только интегрировать различные сервисные ресурсы, но и объединять информацию о ресурсах в соответствии с потребностями всего жизненного цикла пресс-формы, преодолевая географические ограничения и создавая специализированную базу данных сервисных ресурсов для пресс-форм. Это позволяет предприятиям по производству пресс-форм в разных регионах, независимо от их масштаба, использовать платформу совместного обслуживания облачного производства для совместного использования сервисных ресурсов из базы данных. При появлении новых рыночных возможностей услуги могут быть оперативно размещены на платформе, что позволяет максимально быстро сформировать наиболее конкурентоспособный набор сервисных ресурсов. Провайдеры сервисных ресурсов могут дополнять друг друга, объединяя усилия, чтобы оперативно реагировать на рыночный спрос и достигать целей эффективного, качественного и экономичного обслуживания рынка. Это также принесет прибыль предприятиям, предоставляющим сервисные ресурсы, и будет способствовать их дальнейшему развитию [20]. Модель облачного производства пресс-форм, поддерживающая совместное обслуживание, позволяет не только интегрировать ресурсы производственных мощностей для пресс-форм, повышать эффективность производства пресс-форм и сокращать сроки разработки пресс-форм, но и предоставлять предприятиям по производству пресс-форм такие услуги, как корпоративный портал, сетевое производство и электронная коммерция. В сочетании с технологиями сетевого производства и обслуживания, облачными вычислениями и т. д. осуществляется инкапсуляция, интеллектуализация и централизованное управление всеми видами ресурсов сервисных услуг, обеспечивая безопасное, надежное и эффективное обслуживание в соответствии с потребностями этапов проектирования, производства и последующей переработки пресс-форм. Предприятия-участники альянса в системе могут осуществлять публикацию услуг, получение услуг и даже надзор за услугами, удовлетворяя как потребности в общих услугах, так и индивидуальные потребности в производственных услугах. Для предприятий по производству пресс-форм такая модель планирования и предоставления услуг, основанная на отраслевой идеологии, позволяет повысить уровень разработки и производства пресс-форм, обеспечить обмен информацией, своевременно отслеживать рыночные тенденции, способствовать правильному пониманию рынка, захвату рынка и получению прибыли, а также повышать общий технический уровень предприятий-участников альянса по производству пресс-форм [21].

3.1 Архитектура системы совместного обслуживания облачного производства пресс-форм

В основе модели совместного обслуживания облачного производства пресс-форм лежит участие предприятий, занимающихся производством пресс-форм, в качестве ведущих участников, платформа совместного обслуживания облачного производства в качестве посредника, системы баз данных и сетевые системы в качестве системной поддержки, а также облачные сервисные ресурсы в качестве основы. Облачные сервисные ресурсы могут предоставлять платформе высококачественные ресурсы производственных услуг, современные ресурсы проектных услуг, комплексные ресурсы аналитических услуг, передовые ресурсы технических услуг, современные ресурсы управленческих услуг и мощные ресурсы услуг по продажам; они также могут публиковать запросы на услуги через платформу. Платформа, основываясь на запросах клиентов, поданных через платформу, может искать соответствующие сервисные ресурсы среди предприятий-участников альянса по производству пресс-форм с помощью тендера или интеллектуального выбора, обеспечивая своевременное обслуживание по запросу. Архитектура системы совместного обслуживания облачного производства пресс-форм показана на рисунке 2.

Эта модель совместного обслуживания облачного производства, в которой ведущую роль играют предприятия-участники альянса по производству пресс-форм, а все необходимые сервисные ресурсы на этапах разработки, проектирования и производства пресс-форм интегрированы, отличается от относительно зрелой модели сетевого производства. Все предприятия-участники альянса на платформе могут запрашивать услуги. Этот запрос может быть основан на результатах рыночных исследований, представляя собой рыночную возможность, т. е. все действия в течение всего жизненного цикла пресс-формы, или же это могут быть отдельные этапы, такие как проектирование пресс-форм, испытания пресс-форм, производство пресс-форм, техническое руководство или передовые методы управления предприятиями по производству пресс-форм. Независимо от типа запроса на сервисные ресурсы, платформа будет использовать свою базу знаний и базу данных для интеллектуального поиска, сопоставления и рекомендации услуг, эффективно, качественно и прозрачно предоставляя соответствующие сервисные ресурсы заявителю, удовлетворяя как общие, так и частные потребности в услугах.

Эта модель совместного обслуживания похожа на централизованное использование распределенных ресурсов, но не совсем идентична, поскольку она не только концентрирует информацию о распределенных сервисных ресурсах, но и четко определяет, как распределять централизованные сервисные ресурсы в процессе выполнения. Поэтому модель совместного обслуживания более гибкая и может предоставлять сервисные ресурсы там, где они необходимы. Модель совместного обслуживания поддерживает различные формы обслуживания: «один ко многим», «многие к одному» и «многие ко многим». Это концепция глобального обслуживания, которая заключается в эффективной интеграции распределенных сервисных ресурсов и последующем предоставлении этих ресурсов для удовлетворения множества запросов на обслуживание.

3.2 Основные принципы концепции глобального обслуживания модели совместного обслуживания облачного производства пресс-форм

Модель совместного обслуживания облачного производства подразумевает внедрение ресурсов, возможностей и знаний в сетевую среду, стремясь создать общую производственную среду, в которой производственные предприятия, клиенты и посредники могут эффективно взаимодействовать. Участие пользователей в модели совместного обслуживания облачного производства не ограничивается традиционными запросами и оценками пользователей, а проникает в каждый этап жизненного цикла продукта. Кроме того, роль пользователя не является единственной: один пользователь может быть одновременно пользователем, запрашивающим сервисные ресурсы облачного производства, и поставщиком или разработчиком сервисных ресурсов облачного производства, что отражает участие пользователей в производстве услуг.

Пользователь описывает свои потребности в услугах, которые также могут быть преобразованы в количественные описания или описания ожидаемых результатов, обеспечивая строгий ввод информации; платформа совместного обслуживания будет анализировать и обрабатывать введенную информацию о потребностях и выявлять различные наборы сервисных ресурсов, удовлетворяющих этим потребностям, а также рекомендовать наиболее подходящие наборы информации о сервисных ресурсах, распознанные платформой. Пользователь, запрашивающий услуги, может использовать рекомендованные платформой наборы ресурсов или самостоятельно выбирать подходящие сервисные ресурсы из предложенного платформой набора сервисных ресурсов и информации о ресурсах в различных измерениях в соответствии со своими конкретными потребностями и отправлять обратную связь на платформу. Платформа далее строит комбинацию сервисных ресурсов на основе выбора пользователя и дает соответствующие интеллектуальные рекомендации. Таким образом, рекомендации, выбор, обратная связь, комбинация и рекомендации повторяются циклически, в результате чего появляется оптимизированный набор сервисных ресурсов, удовлетворяющий потребностям всех сторон.

Из-за растущего спроса на разнообразные и индивидуальные услуги, вес требований пользователей к сервисным ресурсам в разных измерениях неодинаков, а количество типов сервисных ресурсов на платформе совместного обслуживания облачного производства очень велико, а параметры различных сервисных ресурсов также различны. Поэтому приоритеты, весовые коэффициенты соответствия и пороговые значения фильтрации [22] для различных услуг также различны, что создает определенные трудности для комбинирования ресурсов. Поэтому платформа устанавливает различные параметры оптимизации для различных запросов на обслуживание. Например, для запросов на услуги по проектированию продукции платформа будет рекомендовать конфигурацию параметров с высоким весом возможностей проектирования; для запросов на технические услуги будет рекомендована конфигурация параметров с высоким весом передовых технологий; для запросов на услуги по обработке и производству будет рекомендована конфигурация параметров с высоким весом производственных ресурсов. Конечно, по мере увеличения объема вводимой пользователем информации о потребностях, оптимизированная конфигурация также будет меняться. Платформа будет проводить подробный анализ данных на основе запросов на обслуживание и весовых коэффициентов ресурсов в различных измерениях, чтобы выполнить оптимальное распределение ресурсов для запросов на обслуживание и предоставить их пользователю. На рисунке 3 показана схема поиска и сопоставления ресурсов облачных услуг.

Для определения оптимального соответствия между запросом на обслуживание (N) и сервисным ресурсом (Sj) используется пороговое значение фильтрации, вычисляемое по формуле (1). Сервисные ресурсы, степень соответствия которых превышает пороговое значение фильтрации, выводятся и упорядочиваются по убыванию, после чего передаются платформой пользователю, запрашивающему услугу.

В формуле N — запрос на обслуживание, Sj — сервисный ресурс, P_M (N, Sj) — рейтинг соответствия между запросом на обслуживание и сервисным ресурсом, wi — вес, учитываемый в разных измерениях, θi — пороговое значение в разных измерениях, n — количество измерений, установленных в соответствии с запросом на обслуживание.

4. Анализ применения

Модель совместного обслуживания облачного производства пресс-форм делает организацию производства и предприятий более гибкой и лучше адаптированной к сложной и изменчивой рыночной среде, особенно для малых и средних предприятий по производству пресс-форм. Предприятия, испытывающие недостаток в проектировании или производстве, могут использовать ресурсы, возможности и облачные услуги системы облачного производства для выполнения своих задач по проектированию и производству, что снижает сложность проектирования и производства и приносит предприятиям большую прибыль. Ниже на примере рассматриваются подход к разработке, проектированию и производству пресс-форм в модели совместного обслуживания облачного производства, а также используемые технологии. На рисунке 4 показан процесс работы модели совместного обслуживания.

Полупроводниковая компания планирует разработать новый продукт на основе существующего, для чего необходимо проектирование и изготовление соответствующих пресс-форм. После публикации запроса на услугу через облачную платформу для совместного производства пресс-форм, после сопоставления, выбора и оптимизации, запрос на обслуживание получает группа ресурсов, возглавляемая компанией M, и подписывается договор. Затем компания M на основе запроса на обслуживание и имеющихся в группе ресурсов выполняет декомпозицию и распределение задач. Под руководством облачной платформы для совместного производства услуг, технологический центр пресс-форм университета и технологический центр разработки пресс-форм в группе могут совместно улучшить конструкцию полупроводниковых пресс-форм, а также провести анализ формования материалов и имитационное моделирование в университетской лаборатории. Производственные предприятия пресс-форм в группе и технологический центр пресс-форм университета получат проектные данные для совместного производства технологических и конструктивных деталей пресс-форм. Стандартные детали для пресс-форм будут предоставлены поставщиком стандартных деталей. После строгой проверки все детали пресс-форм будут собраны и доставлены в компанию M, где будет произведена сборка, наладка и пробное формование. После завершения всех работ пресс-форма будет передана полупроводниковой компании, а облачная платформа для совместного производства услуг подтвердит выполнение договора.


В данном примере ресурсы для проектирования и анализа пресс-форм находятся в центре пресс-форм компании M и в университете, а ресурсы для механической обработки, специальной обработки и высокоскоростной обработки находятся на предприятиях по производству пресс-форм и в университете. Разрозненные сервисные ресурсы в процессе проектирования и производства пресс-форм концентрируются с помощью облачной платформы для совместного производства услуг для удовлетворения одного запроса на обслуживание, демонстрируя режим работы платформы «много к одному». Платформа также может реализовывать режимы работы «один ко многим» и «много ко многим».

 

Заключение


В данной статье рассматривается распределенное удаленное совместное проектирование и производство пресс-форм с помощью облачной платформы для совместного производства услуг для предприятий по производству пресс-форм. С одной стороны, это позволяет эффективно использовать имеющиеся производственные ресурсы в отрасли пресс-форм, повышая их эффективность; с другой стороны, это позволяет сократить цикл производства пресс-форм, ускорить процесс разработки и производства пресс-форм, что приносит значительную прибыль; в-третьих, это способствует обмену опытом и руководству между предприятиями по производству пресс-форм, способствуя дальнейшему развитию отрасли производства пресс-форм. Механизм работы системы требует дальнейшего изучения, а для полного запуска бизнес-модели предстоит еще долгий путь.

 

Похожие новости