邢 娜,劉彤軍,孫 晶

（黑龍江省科學(xué)院智能制造研究所，黑龍江 哈爾濱 150090）

1 引言

智能制造是我國(guó)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)躍進(jìn)的主攻方向，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展立足的主要路徑。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的蓬勃興起，數(shù)字時(shí)代復(fù)盤(pán)智能制造，提出了高質(zhì)量發(fā)展新階段的新要求。協(xié)同創(chuàng)新通過(guò)轉(zhuǎn)變方式、增強(qiáng)動(dòng)力、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可有效推進(jìn)智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基、建設(shè)數(shù)字中國(guó)具有十分重要的意義[1]。

2 智能制造協(xié)同創(chuàng)新需求分析

(1) 企業(yè)智能制造水平有待提高。存在自主創(chuàng)新能力弱，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、制造生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)管理、售后服務(wù)等各環(huán)節(jié)水平不高，關(guān)鍵核心技術(shù)對(duì)外依賴度高等問(wèn)題。能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的企業(yè)以國(guó)有大中型企業(yè)為主，中小企業(yè)智能化升級(jí)需求迫切[2]。

(2) 智能制造發(fā)展路徑有待明確。部分企業(yè)對(duì)智能制造的認(rèn)知不夠深入，忽視其在推進(jìn)智能制造行業(yè)發(fā)展的主體地位，缺乏整體實(shí)施規(guī)劃，盲目跟風(fēng)、片面?zhèn)}促，未能與國(guó)家及省市戰(zhàn)略部署相契合，發(fā)展路徑不明晰，找錯(cuò)或找不到發(fā)力點(diǎn)。

(3) 專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)的服務(wù)需求。以企業(yè)牽頭搭建的服務(wù)平臺(tái)大多只關(guān)注企業(yè)自身利益，以服務(wù)企業(yè)自身、實(shí)現(xiàn)自身利益為主要目的，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系大于協(xié)同關(guān)系；以大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)牽頭搭建的服務(wù)平臺(tái)則相對(duì)缺乏專業(yè)的服務(wù)隊(duì)伍，服務(wù)僅停留在技術(shù)層面，應(yīng)用服務(wù)不夠深入。急需具備診斷、咨詢、培訓(xùn)的專業(yè)平臺(tái)機(jī)構(gòu)為實(shí)施智能制造進(jìn)行引導(dǎo)和指導(dǎo)。

(4) 缺乏專業(yè)技能和服務(wù)人才。企業(yè)存在專業(yè)技術(shù)人才少、人員結(jié)構(gòu)不合理、精專人才缺乏等問(wèn)題。一方面企業(yè)人力資源投入力度不足，引進(jìn)人才及外腦智力能力弱；另一方面企業(yè)自身培養(yǎng)和留住人才困難，培養(yǎng)進(jìn)度與實(shí)際需求脫節(jié)。導(dǎo)致接受和應(yīng)用新技術(shù)能力較弱。

(5) 創(chuàng)新和發(fā)展缺少協(xié)同。高校及科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)研發(fā)與實(shí)際產(chǎn)業(yè)需求結(jié)合不夠緊密，產(chǎn)出的科技成果不接地氣，存在轉(zhuǎn)化率低、轉(zhuǎn)化困難、門(mén)檻高等問(wèn)題。各機(jī)構(gòu)間未建立良好的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制和集成機(jī)構(gòu)，各自為戰(zhàn)、單打獨(dú)斗，系統(tǒng)解決方案供給能力不足，協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)合力不足。

智能制造協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)是立足制造業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)、新形式和新問(wèn)題，圍繞以企業(yè)為創(chuàng)新主體，實(shí)現(xiàn)科研院所、高等院校、制造企業(yè)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，打造政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體系，以模式創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3 智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺(tái)搭建

利用信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，整合企業(yè)需求、專家特長(zhǎng)、成果類別，建立優(yōu)化資源池，利用先進(jìn)的檢索技術(shù)實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新的信息整合，為企業(yè)、專家提供快速智能一站式查詢、對(duì)接服務(wù)，建立用戶分級(jí)安全機(jī)制的智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺(tái)。

智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺(tái)的搭建，采用包括PHP程序開(kāi)發(fā)編譯工具，Sublime Text框架下的應(yīng)用開(kāi)發(fā)、文本關(guān)鍵詞提取技術(shù)、文本推薦算法、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)緩存技術(shù)等。

平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)人才、成果及企業(yè)間的對(duì)接信息網(wǎng)絡(luò)化管理為目標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)共享數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)采集、更新、維護(hù)；業(yè)務(wù)資料庫(kù)、公共服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)采集；提供安全可靠的共享數(shù)據(jù)服務(wù)；各用戶間的信息數(shù)據(jù)交換；結(jié)合工作流的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)服務(wù)[4]。

圖1 平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

基于框架進(jìn)行人才、技術(shù)、成果展示和對(duì)接型網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。包括如何利用該框架的數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)架構(gòu)、權(quán)限管理、CMS（實(shí)現(xiàn)電腦端+手機(jī)端）等基本功能與需求的對(duì)接設(shè)計(jì)，以及通過(guò)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)信息安全、成果展示、成果交易、信息匹配這四項(xiàng)核心功能的具體做法[5]。利用現(xiàn)有中文分詞技術(shù)和信息檢索原理對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和匹配，實(shí)現(xiàn)查詢信息進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)在給出關(guān)鍵詞搜索結(jié)果的同時(shí)，向查詢者推送根據(jù)詞頻索引確定的相似度信息，以此來(lái)擴(kuò)展搜索結(jié)果，實(shí)現(xiàn)最大限度的交流和對(duì)接。

(1) 設(shè)備層。包括中繼器、集線器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)、計(jì)算機(jī)等機(jī)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備等。用以支撐平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、數(shù)據(jù)備份等搭建及運(yùn)維的基礎(chǔ)硬件。

(2) 數(shù)據(jù)層。從采集、發(fā)布信息中提取共享數(shù)據(jù)，并對(duì)多來(lái)源渠道的、相互不一致的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理；基于數(shù)據(jù)字典對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，以保證數(shù)據(jù)間關(guān)系的正確性、可理解性并避免數(shù)據(jù)冗余；支持多類別數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)身份錄入驗(yàn)證、用戶信息授權(quán)、數(shù)據(jù)傳輸加密，確保數(shù)據(jù)的完整性、可信性及有效性。以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式從各類信息源采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)信息平臺(tái)匯聚至數(shù)據(jù)中心，存儲(chǔ)在公共數(shù)據(jù)緩存庫(kù)，接著利用公共數(shù)據(jù)管理維護(hù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)、沖突檢查、審核、轉(zhuǎn)換。當(dāng)數(shù)據(jù)的一致性與完整性達(dá)到規(guī)范要求時(shí)，將被發(fā)布到公共數(shù)據(jù)發(fā)布庫(kù)，以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式通過(guò)信息平臺(tái)提供給數(shù)據(jù)使用方訪問(wèn)。數(shù)據(jù)中心以主題為單位，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、交換、共享、比對(duì)與發(fā)布。

(3) 應(yīng)用層。將功能具體劃分為信息展示、信息管理、信息檢索、信息推薦四個(gè)模塊。支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)發(fā)布等數(shù)據(jù)服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、實(shí)時(shí)、按需的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換。信息檢索模塊采用基于無(wú)監(jiān)督文本關(guān)鍵詞抽取TextRank的文本關(guān)鍵詞提取技術(shù)；信息推薦模塊采用基于BM25算法的文本相似度計(jì)算，計(jì)算一條語(yǔ)句里所有詞項(xiàng)和文檔的相關(guān)度，再把所有相似度累加得到最終評(píng)分結(jié)果。根據(jù)需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果，基于PHP程序開(kāi)發(fā)編譯工具Sublime Text實(shí)現(xiàn)信息平臺(tái)搭建，并采用MySQL+Redis作為系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。使用傳輸客戶端WinSCP確保系統(tǒng)安全快速。

(4) 表示層。對(duì)用戶角色進(jìn)行分類，提供對(duì)用戶的身份驗(yàn)證，支持單點(diǎn)注冊(cè)。以各種形式提供數(shù)據(jù)服務(wù)，采用分層次的方法對(duì)各類用戶設(shè)置權(quán)限，對(duì)業(yè)務(wù)流程中的操作、對(duì)數(shù)據(jù)和資源的訪問(wèn)，都能進(jìn)行權(quán)限控制。維護(hù)基礎(chǔ)信息、動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及平臺(tái)管理配置參數(shù)。

4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

(1) 數(shù)據(jù)交換的安全高效原則。采用消息中間件技術(shù)作為信息平臺(tái)的底層設(shè)計(jì)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)分段傳輸、數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮、數(shù)據(jù)緩存等。通過(guò)對(duì)象存儲(chǔ)OSS，提供海量、安全、高可靠、低成本的云存儲(chǔ)服務(wù)，確保數(shù)據(jù)的安全性與可靠性。使用RESTful API，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)全覆蓋的存儲(chǔ)和訪問(wèn)，彈性擴(kuò)展容量和處理能力，擴(kuò)充存儲(chǔ)類型的可選擇性，全面優(yōu)化存儲(chǔ)成本。

(2) 規(guī)范的數(shù)據(jù)共享訪問(wèn)。共享數(shù)據(jù)作為公開(kāi)的可見(jiàn)資源，其訪問(wèn)權(quán)限需謹(jǐn)慎的設(shè)置，需要經(jīng)過(guò)用戶的驗(yàn)證授權(quán)才可開(kāi)放訪問(wèn)。同時(shí)，還需從數(shù)據(jù)中心運(yùn)作規(guī)程、運(yùn)作流程、運(yùn)作制度等方面確保共享數(shù)據(jù)的正當(dāng)用途，保證不被用于非法途徑。使用SSL 證書(shū)，在云上簽發(fā)各品牌數(shù)字證書(shū)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站HTTPS化，使網(wǎng)站可信，防劫持、防篡改、防監(jiān)聽(tīng)。并進(jìn)行統(tǒng)一生命周期管理，簡(jiǎn)化證書(shū)部署，一鍵分發(fā)到云上產(chǎn)品。

(3) 資源目錄的設(shè)計(jì)原則。既要能夠滿足現(xiàn)狀下對(duì)信息資源的規(guī)范管理和整合利用，又要適應(yīng)未來(lái)對(duì)信息資源的深度挖掘、二次開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)擴(kuò)展等要求。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以主題的方式對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行組織，向信息平臺(tái)提供數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)供需關(guān)系管理等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)發(fā)布等功能[3]。

5 平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)可提供人才、設(shè)備、成果、技術(shù)開(kāi)發(fā)、信息發(fā)布等多種服務(wù)，實(shí)現(xiàn)面向需求的企業(yè)間/專家團(tuán)隊(duì)間創(chuàng)新資源、設(shè)計(jì)能力的共享、互補(bǔ)和對(duì)接，在解決企業(yè)共性需求、暢通信息渠道、提高發(fā)展質(zhì)量、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展等方面發(fā)揮作用。

圖2 信息平臺(tái)主頁(yè)面

圖3 信息平臺(tái)產(chǎn)業(yè)服務(wù)功能頁(yè)面

圖4 信息平臺(tái)成果功能頁(yè)面

智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺(tái)，可提供聯(lián)合研發(fā)技術(shù)及解決方案；智能制造優(yōu)秀案例和解決方案的推廣；征集、研究、篩選優(yōu)秀企業(yè)智能制造相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，進(jìn)行宣傳、普及、推廣其應(yīng)用，為傳統(tǒng)領(lǐng)域企業(yè)實(shí)施智能制造提供行業(yè)性指導(dǎo)、專家顧問(wèn)、技術(shù)咨詢等服務(wù)；為企業(yè)智能制造提供相關(guān)資料、報(bào)告、期刊；舉辦相關(guān)會(huì)議、展覽、活動(dòng)等，建立行業(yè)資訊、產(chǎn)品推廣、人才培訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)等子平臺(tái)。免費(fèi)或者低成本幫助企業(yè)解決技術(shù)難題和實(shí)際需求，提供智能制造的整體解決方案，避免企業(yè)因人才、設(shè)備、技術(shù)的缺失而使企業(yè)發(fā)展受到限制，由企業(yè)尋求服務(wù)向服務(wù)主動(dòng)向企業(yè)延伸，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域融合、跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨部門(mén)合作，發(fā)展全鏈條的協(xié)同融合服務(wù)，形成新型綜合服務(wù)模式。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文以智能制造行業(yè)發(fā)展需求為切入點(diǎn)，主要闡述了協(xié)同創(chuàng)新在打破人才、設(shè)備、成果等信息資源屏障中發(fā)揮的積極作用。堅(jiān)持智能制造協(xié)同創(chuàng)新，以信息平臺(tái)建設(shè)為服務(wù)輸出途徑，本著提升共性關(guān)鍵技術(shù)供給能力，提升集成應(yīng)用水平為宗旨，不斷探索智能制造培育新模式，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)聚勢(shì)賦能。