基于云制造的产品后生命周期模式研究*

李 强，于 青，闫洪波，李 丽，秦 伟，李文元

(内蒙古科技大学 机械工程学院，内蒙古 包头 014010)

基于云制造的产品后生命周期模式研究*

李 强，于 青，闫洪波，李 丽，秦 伟，李文元

(内蒙古科技大学 机械工程学院，内蒙古 包头 014010)

在分析了产品后生命周期发展现状和面临问题的基础上，提出了基于云制造理念与技术的资源循环、数据整合的产品后生命周期云制造服务平台。重点阐述了平台的服务模式，分析了平台的工作流程。采用Apache服务器、PHP编程语言以及MySQL数据库来实现了产品后生命周期云平台的搭建，说明了数据库的具体实现方法，并简单介绍了平台页面的构建。最后通过对槽式太阳能热发电钢结构支架使用过程出现的问题，应用云平台进行了产品改造，验证了产品后生命周期云制造服务平台的有效性。

生命周期；云制造；服务平台；MySQL；PHP

0 引言

随着制造业国内外市场竞争形势的日益加剧，产品的全生命周期销售理念得到业内越来越多的关注和认同。我国的生产厂家当前时期特别注重对于产品的原料制备采购、产品设计、加工、制造、销售等前生命周期的相关节点内容，但是对于工业产品的使用方来说，产品的检修、改造、报废、零部件再用、原材料回收再利用直至废物处理等产品后生命周期才是其主要盈利环节，地位举足轻重。将直接影响产品的维护、维修成本，设备完好率，设备故障率，易损件消耗量，备件采购质量、效率、成本，报废期限等问题。

现阶段针对产品后生命周期的服务，大部分由生产方负责，在质保期内生产方会负责免费维修、排除故障和更换配件等。一旦过了质保期，产品使用方往往要花费高额的费用来完成维修保养、故障诊断及改造升级等。也有企业通过地域相近的维修点接受有偿售后服务[1-2]，但由于专业不对口、涉及领域广、无法快速响应等问题使得企业无法得到优质的服务。若企业自行配备针对处理产品后生命周期问题的专业设施，会占用较多资源，影响公司的整体利润，对于中小型企业很难实现。而且针对设备报废后的零部件、原材料回收的服务市场空缺较大，服务不正规、不专业，影响资源的二次利用，造成较大程度的资源浪费和环境污染，严重制约了行业的可持续发展。为了应对目前亟须解决的产品后生命周期服务问题，近时期国内外相关机构将计算机网络和数字技术应用到产品售后服务系统中[3-5]，但大多为应对特定问题，针对某一行业，定位较单一，应用范围小，不具有可拓展性，不能很好的通入行业大环境，对解决当前制造业的发展模式来说还具有较大的局限性。

针对以上问题，本文依据网络化智能制造新模式—云制造系统[6-9]，通过有效地实施管理, 搭建云制造产品后生命周期云制造服务平台，使供求信息在平台内共享，循环利用技术、人力、资金和设备资源，真正实现建立一个科学、完善的后生命周期管理系统。

1 平台的服务模式

产品后生命周期云制造服务平台，将产品的生产方、使用方、维修方以及配件提供方等分别作为云需求方和云提供方接入到云平台中，根据产品状态确定所需的服务。平台的服务模式如图1所示。

图1 产品后生命周期云制造服务平台服务模式示意图

平台除了提供注册、审核、用户信息管理等工具，根据产品的后生命周期所需服务，还提供以下服务：

(1)动态监控:是从需求方要求介入的产品生命周期节点开始，对产品的运行状态进行动态数据采集，形成强大的针对性数据库，通过对关键数据的实时监控达到对产品运行状态的把握。

(2)故障预警:是以动态监控功能模块采集的数据库，通过与行业标准动态数据做对比或者实时专家会诊等分析方式，预测可能发生的故障和对生产或经营造成的损失估算，同时给出对应的解除故障的可行性方案，将最优化决策和实施方案反馈给用户，以供用户根据自身的实际情况参考和采取应对措施。

(3)多方会议工具:是对产品相关问题供需双方共同商讨解决方案，对产品研发、生产中的某项改进/升级而进行信息交流、报废鉴定等。平台此项功能模块使使用方在解决某一生命周期问题时可以同时得到上一个生命周期服务服务提供方的建议和下一个生命周期服务提供方的建议，以便从全生命周期角度定位，统筹做出决策。

(4)维修调动指针:在使用方众多，维护请求复杂的情况下，维修调动的优劣尤为重要。通过平台调用云数据库中有能力完成服务的提供方资源，由平台推荐，需方审批，找到资源优化利用和应答快速的平衡点。

(5)产品数据库:所存储的数据应为产品正常使用所需要的公开性数据。如日常维护方案、使用维护的注意事项、常规故障处理方法、常用易耗件、配件备件的规格型号等等。其中故障诊断、改造等方法进行记录，给其他产品相关问题作为借鉴。

这样的服务模式提高产品经济性、增强产品的使用寿命、减少能耗、节约了资源，为平台的使用者提供安全、快捷、专业、节能的服务环境，实现了制造资源与制造能力的高度整合。

2 平台的工作流程

为了使产品从进入使用到最后的废物处理都能在云平台中获得高效的服务，形成完整的后生命周期服务，本文对平台的工作流程进行了设计，如图2所示。

图2 产品后生命周期云制造服务平台流程图

在产品后生命周期云制造服务平台中的各方既可能是提供方也可能是需求方。当产品生产方将产品出售给使用方后，在云平台中上传产品的相关资料。在产品使用过程中，产品使用方在对产品进行日常操作维护的同时将产品的使用、维护情况定期上传至云平台。云平台根据相关知识库对产品进行动态监控、故障预警。一旦需求方有突发性服务申请时，产品诊断方则根据这些数据以及知识库能第一时间得到对应技术参数并确定应急处理方案。由产品维修方对故障做维修、维护。在产品使用过程中，如需升级改造则可在云平台中联系设备改造方的专家对产品进行改造。在维修改造过程中，通过云平台向配件提供方采购所需配件。在产品功能、安全或经济失效时，平台中的报废鉴定方可对产品进行鉴定，对有继续使用价值的零部件做再利用处理，废件可再生制造，原材料也可以被其他的生产厂家回收利用，剩下的废物由废物处理方进行环保的降解处理。这样的服务流程使产品的使用大大增值，降低成本，节约能源，形成了一个良性的循环。

3 平台的搭建

3.1 平台的开发环境

考虑到平台中需求方和提供方地理上的分布性，及平台的复杂性和特殊要求，采用 B/S 模式[10]进行平台的搭建。由于要建立的是一个通用、可扩展的服务平台，所以采用Apache作为web服务器、MySQL作为数据库管理系统、PHP作为服务器端的脚本开发语言[11-13]对产品后生命周期云制造服务平台进行搭建。

由于产品后生命周期平台涉及的数据库表单较多，考虑到平台的扩展型，本文只讨论最基本的几个表单。

文档主表(cloud_archives)文档的共有属性，文档的最基本信息，包括标题，栏目ID，自定义属性值，阅读权限等信息。

文章表(cloud_addonarticle)储存发布需求信息等文章的表单。

图集表(cloud_addonimages)储存商品相关图片的表单。

栏目管理表(cloud_arctype)对栏目进行分类管理的表单。依据产品后生命周期所需将栏目分为：产品供应、配件供应、需求信息、改造升级、设计诊断、废件处理、行业资讯等。如图3所示。

图3 栏目管理表结构图

3.2 平台的实现

云平台可以分为多个页面，每个页面又由诸多子页面构成。以前台首页为例，其编码截图如图4所示：

图4 前台页面首页编码的部分截图

云平台主要由前台页面、会员页面、后台管理页面构成。

前台页面主要发布供求信息、行业资讯等，可以进行分类检索与智能搜索，便于查找信息。可以登录云桌面，在线交流设计、改造、故障诊断等。

会员界面主要用于会员发布信息、在线交流、下载资源、在线设计、查看工作进程等。

后台管理界面由平台运营方对会员及其发布的信息进行审核，通过后台管理系统来调用函数表，来实现平台的更新或者维护等工作。

除了以上的页面，云平台中还有会员注册页面、留言板页面、问答页面、订单管理页面等。通过PHP对页面的设计已经对MySQL数据库的连接实现了产品后生命周期云制造服务平台的设计。

4 应用案例

为测试平台的整体性能，以包头市某太阳能发电企业作为实例对平台功能进行验证。包头市某公司的槽式太阳能热发电钢结构支架在使用过程中发现设计缺陷，由于反射镜的误差引起了光聚集的离焦，导致了系统效率降低，希望通过对其进行改造增加太阳能的利用率。经过平台中专家们在云桌面进行了分析，其反射镜误差主要是由于聚光镜系统的物理结构及安装所引起的。原有的安装检测方案为光学非接触式检测，由于光电传感器上的数据拟合曲线难度较大，反光或全黑的物体不适合用光学非接触式测量，或者需要用更复杂的光学技术才能保证测量的顺利进行。所以专家们设计改为采用接触式测量，通过三维空间定位，测量镜面上一些点的坐标，通过离散的坐标点，拟合出面形数据，获得空间位置之后，与标准位置进行对比，为准确安装定位提供依据。部分设计如图5、图6所示。

对太阳能聚光镜检测安装装置进行设计改造，以最少的成本解决了实际问题、提高了太阳能的利用效率，有效的进行了产品后生命周期的服务。并且把修改案例存入到云制造服务平台数据库中，为以后类似问题的处理提供了依据及解决方案，形成良性的服务平台，验证了平台的有效性。

图5 云平台中检测安装装置整体机构图

图6 云平台中龙门梁静力分析结果图

5 结束语

本文通过对产品后生命周期服务不完善、不正规，导致了资源严重浪费、产品有效使用得不到保障等问题，提出了依据云制造服务理念和模式的产品后生命周期云制造服务平台，阐述了平台的服务模式，设计了平台的工作流程。通过Apache服务器、PHP编程语言以及MySQL数据库搭建了产品后生命周期云平台，并

对平台的搭建过程进行了简要的介绍。最后通过应用实例验证了云制造服务平台的有效性。今后将继续完善平台的服务内容与数据安全性能等问题，使得用户能更好地解决产品后生命周期的问题，从而减少资源浪费、加强资源整合，推进制造业的进一步发展。

[1]刘胜,王诚,刘飞,等. 一种面向现代集成制造的网络化售后服务模式研究[J]. 计算机集成制造, 2005,16(11):1960-964.

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[3]仝勖峰,王东勃,朱名铨.基于网络的智能化售后服务系统.计算机工程与应用,2003,39(19):221-223.

[4] Zackariasson P,Wilson L T. Internetworked After-sales Service. Industrial Marketing Management,2004,33:75-86.

[5]郭冬梅,林世军,郭跃辉,等.全方位售后服务管理系统的开发.轮胎工业,2002,22(9):562-579.

[6]李伯虎, 张霖, 王时龙,等. 云制造—面向服务的网络化制造新模式[J].计算机集成制造,2010,16(1):1- 7,16.

[7]李强,秦波,包柏峰.基于云制造的模具协同制造模式探讨[J].锻压技术,2011,36(3):155-159.

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[10]刘秋菊,刘书伦.Web编程技术—PHP+MySQL动态网页设计[M].北京：北京师范大学出版社，2011.

[11]贾素来. 使用 PHP 和 MySQL 开发动态网站[J].大众科技,2011(3):58-61.

[12]Stephane Lips ,Ahlem Bensalem,Yves Bertin, Cyril Romestant Jocelyn Bonjour Experimental evidences of distinct heat transfer regimes in pulsating heat pipes (PHP)[J].Applied thermal engineering .2010(8):11-16.

[13]李广庆.一种基于APACHE+PHP+MYSQL动态网站系统[J].硅谷,2010(24):12-15.

(编辑 赵蓉)

Model Study of Product Life Cycle Based on Cloud Manufacturing

LI Qiang,YU Qing,YAN Hong-bo,LI Li, QIN Wei，LI Wen-yuan

(School of Mechanical Engineering, Inner Mongolia University of Science & Technology, Baotou Neimenggu 014010,China)

After analyzing the development status and problems faced of product life cycle, the product life cycle cloud manufacturing services platform of resource recycling and data integration based on the cloud manufacturing concepts and techniques has been proposed. Focuses on the platform service model, and the workflow of the platform has been analyzed. The Apache server, PHP programming language and MySQL database have been used to achieve setting up the product life cycle cloud platform structures, the database specific implementation methods have been indicated and a brief introduction of build the page of the platform has been given. Finally, through trough solar thermal power generation steel stent problems during use, cloud platform has been applicated in products reform, the effectiveness of the product life cycle cloud manufacturing service platform has been verified.

life cycle; cloud manufacturing; services platform; MySQL; PHP

1001-2265(2014)04-0157-04

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.04.044

2013-07-31

内蒙古自治区十二五应用技术研究与开发资金项目：电子与信息化(20111424)，装备制造业中云制造协同制造模式的研究及企业应用规范

李强(1963—)，男，内蒙古包头人，内蒙古科技大学教授，博士，主要研究方向是制造业信息化，(E-mail)nkdlq@126.com；通讯作者：于青(1986—)，女，吉林省吉林市人，内蒙古科技大学硕士研究生，研究方向为装备制造业信息化，(E-mail)yuqing_xixi@163。

TH166 ；TG65

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