智能制造協(xié)同創(chuàng)新平臺的構建

邢 娜,劉彤軍,孫 晶

（黑龍江省科學院智能制造研究所，黑龍江 哈爾濱 150090）

1 引言

智能制造是我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國躍進的主攻方向，是傳統(tǒng)產業(yè)升級改造、新興產業(yè)發(fā)展立足的主要路徑。隨著新一輪科技革命和產業(yè)革命的蓬勃興起，數字時代復盤智能制造，提出了高質量發(fā)展新階段的新要求。協(xié)同創(chuàng)新通過轉變方式、增強動力、優(yōu)化結構，可有效推進智能制造產業(yè)的發(fā)展，對于加快發(fā)展現代產業(yè)體系、鞏固壯大實體經濟根基、建設數字中國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，設計開發(fā)、制造生產、倉儲管理、售后服務等各環(huán)節(jié)水平不高，關鍵核心技術對外依賴度高等問題。能夠實現智能化的企業(yè)以國有大中型企業(yè)為主，中小企業(yè)智能化升級需求迫切[2]。

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

(3) 專業(yè)技術機構的服務需求。以企業(yè)牽頭搭建的服務平臺大多只關注企業(yè)自身利益，以服務企業(yè)自身、實現自身利益為主要目的，競爭關系大于協(xié)同關系；以大學、科研機構牽頭搭建的服務平臺則相對缺乏專業(yè)的服務隊伍，服務僅停留在技術層面，應用服務不夠深入。急需具備診斷、咨詢、培訓的專業(yè)平臺機構為實施智能制造進行引導和指導。

(4) 缺乏專業(yè)技能和服務人才。企業(yè)存在專業(yè)技術人才少、人員結構不合理、精專人才缺乏等問題。一方面企業(yè)人力資源投入力度不足，引進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)進度與實際需求脫節(jié)。導致接受和應用新技術能力較弱。

(5) 創(chuàng)新和發(fā)展缺少協(xié)同。高校及科研機構的技術研發(fā)與實際產業(yè)需求結合不夠緊密，產出的科技成果不接地氣，存在轉化率低、轉化困難、門檻高等問題。各機構間未建立良好的協(xié)同創(chuàng)新機制和集成機構，各自為戰(zhàn)、單打獨斗，系統(tǒng)解決方案供給能力不足，協(xié)同競爭合力不足。

智能制造協(xié)同創(chuàng)新平臺是立足制造業(yè)產業(yè)發(fā)展的新趨勢、新形式和新問題，圍繞以企業(yè)為創(chuàng)新主體，實現科研院所、高等院校、制造企業(yè)的優(yōu)勢互補，打造政產學研用協(xié)同創(chuàng)新體系，以模式創(chuàng)新推動產業(yè)發(fā)展。

3 智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺搭建

利用信息技術、大數據技術進行數據分析，整合企業(yè)需求、專家特長、成果類別，建立優(yōu)化資源池，利用先進的檢索技術實現協(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、對接服務，建立用戶分級安全機制的智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺。

智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺的搭建，采用包括PHP程序開發(fā)編譯工具，Sublime Text框架下的應用開發(fā)、文本關鍵詞提取技術、文本推薦算法、數據庫存儲技術、數據緩存技術等。

平臺以實現人才、成果及企業(yè)間的對接信息網絡化管理為目標，可實現共享數據庫的數據采集、更新、維護；業(yè)務資料庫、公共服務數據庫的數據采集；提供安全可靠的共享數據服務；各用戶間的信息數據交換；結合工作流的協(xié)調數據服務[4]。

圖1 平臺系統(tǒng)結構圖

基于框架進行人才、技術、成果展示和對接型網絡平臺的設計與開發(fā)。包括如何利用該框架的數據庫、系統(tǒng)架構、權限管理、CMS（實現電腦端+手機端）等基本功能與需求的對接設計，以及通過擴展開發(fā)，實現信息安全、成果展示、成果交易、信息匹配這四項核心功能的具體做法[5]。利用現有中文分詞技術和信息檢索原理對平臺系統(tǒng)內的數據進行關聯(lián)和匹配，實現查詢信息進入系統(tǒng)后，系統(tǒng)在給出關鍵詞搜索結果的同時，向查詢者推送根據詞頻索引確定的相似度信息，以此來擴展搜索結果，實現最大限度的交流和對接。

(1) 設備層。包括中繼器、集線器、網橋、交換機、路由器、網關、計算機等機器、網絡和存儲設備等。用以支撐平臺網絡構架、數據備份等搭建及運維的基礎硬件。

(2) 數據層。從采集、發(fā)布信息中提取共享數據，并對多來源渠道的、相互不一致的數據進行數據融合處理；基于數據字典對實時數據和歷史數據進行組織，以保證數據間關系的正確性、可理解性并避免數據冗余；支持多類別數據源，實現身份錄入驗證、用戶信息授權、數據傳輸加密，確保數據的完整性、可信性及有效性。以數據服務的方式從各類信息源采集到的數據，通過信息平臺匯聚至數據中心，存儲在公共數據緩存庫，接著利用公共數據管理維護系統(tǒng)對數據進行比對、沖突檢查、審核、轉換。當數據的一致性與完整性達到規(guī)范要求時，將被發(fā)布到公共數據發(fā)布庫，以數據服務的方式通過信息平臺提供給數據使用方訪問。數據中心以主題為單位，實現數據的采集、交換、共享、比對與發(fā)布。

(3) 應用層。將功能具體劃分為信息展示、信息管理、信息檢索、信息推薦四個模塊。支持數據采集、數據更新、數據匯總、數據交互、數據發(fā)布等數據服務功能，實現定時、實時、按需的精準數據交換。信息檢索模塊采用基于無監(jiān)督文本關鍵詞抽取TextRank的文本關鍵詞提取技術；信息推薦模塊采用基于BM25算法的文本相似度計算，計算一條語句里所有詞項和文檔的相關度，再把所有相似度累加得到最終評分結果。根據需求分析和系統(tǒng)設計結果，基于PHP程序開發(fā)編譯工具Sublime Text實現信息平臺搭建，并采用MySQL+Redis作為系統(tǒng)后臺數據庫。使用傳輸客戶端WinSCP確保系統(tǒng)安全快速。

(4) 表示層。對用戶角色進行分類，提供對用戶的身份驗證，支持單點注冊。以各種形式提供數據服務，采用分層次的方法對各類用戶設置權限，對業(yè)務流程中的操作、對數據和資源的訪問，都能進行權限控制。維護基礎信息、動態(tài)業(yè)務數據以及平臺管理配置參數。

4 系統(tǒng)功能設計

(1) 數據交換的安全高效原則。采用消息中間件技術作為信息平臺的底層設計，保證數據傳輸的可靠性。同時支持數據分段傳輸、數據壓縮/解壓縮、數據緩存等。通過對象存儲OSS，提供海量、安全、高可靠、低成本的云存儲服務，確保數據的安全性與可靠性。使用RESTful API，實現互聯(lián)網全覆蓋的存儲和訪問，彈性擴展容量和處理能力，擴充存儲類型的可選擇性，全面優(yōu)化存儲成本。

(2) 規(guī)范的數據共享訪問。共享數據作為公開的可見資源，其訪問權限需謹慎的設置，需要經過用戶的驗證授權才可開放訪問。同時，還需從數據中心運作規(guī)程、運作流程、運作制度等方面確保共享數據的正當用途，保證不被用于非法途徑。使用SSL 證書，在云上簽發(fā)各品牌數字證書，實現網站HTTPS化，使網站可信，防劫持、防篡改、防監(jiān)聽。并進行統(tǒng)一生命周期管理，簡化證書部署，一鍵分發(fā)到云上產品。

(3) 資源目錄的設計原則。既要能夠滿足現狀下對信息資源的規(guī)范管理和整合利用，又要適應未來對信息資源的深度挖掘、二次開發(fā)、數據擴展等要求。數據管理系統(tǒng)以主題的方式對數據資源進行組織，向信息平臺提供數據標準規(guī)范管理、元數據管理、數據供需關系管理等，實現數據整理、數據轉換、數據發(fā)布等功能[3]。

5 平臺功能實現

平臺可提供人才、設備、成果、技術開發(fā)、信息發(fā)布等多種服務，實現面向需求的企業(yè)間/專家團隊間創(chuàng)新資源、設計能力的共享、互補和對接，在解決企業(yè)共性需求、暢通信息渠道、提高發(fā)展質量、增強市場競爭力、實現創(chuàng)新發(fā)展等方面發(fā)揮作用。

圖2 信息平臺主頁面

圖3 信息平臺產業(yè)服務功能頁面

圖4 信息平臺成果功能頁面

智能制造協(xié)同創(chuàng)新信息平臺，可提供聯(lián)合研發(fā)技術及解決方案；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)智能制造相關技術和產品，進行宣傳、普及、推廣其應用，為傳統(tǒng)領域企業(yè)實施智能制造提供行業(yè)性指導、專家顧問、技術咨詢等服務；為企業(yè)智能制造提供相關資料、報告、期刊；舉辦相關會議、展覽、活動等，建立行業(yè)資訊、產品推廣、人才培訓、技術服務等子平臺。免費或者低成本幫助企業(yè)解決技術難題和實際需求，提供智能制造的整體解決方案，避免企業(yè)因人才、設備、技術的缺失而使企業(yè)發(fā)展受到限制，由企業(yè)尋求服務向服務主動向企業(yè)延伸，實現跨領域融合、跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨部門合作，發(fā)展全鏈條的協(xié)同融合服務，形成新型綜合服務模式。

6 結束語

本文以智能制造行業(yè)發(fā)展需求為切入點，主要闡述了協(xié)同創(chuàng)新在打破人才、設備、成果等信息資源屏障中發(fā)揮的積極作用。堅持智能制造協(xié)同創(chuàng)新，以信息平臺建設為服務輸出途徑，本著提升共性關鍵技術供給能力，提升集成應用水平為宗旨，不斷探索智能制造培育新模式，為數字經濟聚勢賦能。