云制造:制造信息化新模式与新手段

　　在这里“制造”不是指传统的加工生产，而是“大制造”，有“三大”：一是产品的活动与过程覆盖面“大”，涉及产品全生命周期：从需求认证、概念设计、加工、生产、实验、运行、维护到报废，或是到再制造，传统的就是加工生产;二是制造活动面大，可以在企业内也可以在企业间，甚至到全球;三是制造类型覆盖面大，包括离散制造业、流程制造业、混合制造业等。

　　众所周知，目前我国许多制造业处在“微笑曲线”的下端，附加价值低。缺点有两方面：一是产品开发，二是服务，当然还有能耗高、污染等问题。宏观上讲，我国制造业正面临着一个关键历史时期，价值链从低端向中高端、从制造大国向制造强国、从中国制造向中国创造转变，具体是要培育新的制造模式和新的手段来满足产品的上市时间、质量、成本、服务、知识，要改善对环境的污染。也就是说竞争能力必须要提高，这是未来5-10年我国制造业发展需要解决的重大课题。

　　围绕企业竞争能力的提高，一场制造信息化为特征的制造变革一直在进行。制造业信息化是一项复杂的战略系统工程，这是实现我们从制造大国向制造强国迈进、从中国制造向中国创造转变的战略举措。而“云制造”模式和手段是制造业信息化的一种有效的新模式和新手段，能够促进我们从制造大国向制造强国的迈进。云制造是一种基于网络的面向服务的智慧化制造新模式

　　那么什么是“云制造”呢?它是基于各种各样网络的面向服务的智慧化的制造新模式，网络、服务、智慧化是三个关键词。具体来说，它融合发展了现有的信息化制造和新兴信息技术以及制造应用领域有关的技术。这三类技术融合发展，把各类制造资源和大制造能力虚拟化、服务化，构成制造资源和制造能力的服务云池，对这个“池”要协调优化管理经营，最后用户通过终端和网络、“云制造”平台的软件就能够随时按需获取制造资源和能力服务，进而智慧化地完成制造全生命周期的各类活动。“云制造”系统实质是一种基于各类网络组合的人、机、物、信息融合的新型的制造互联网。

　　目前“云制造”系统跟以前的信息化制造系统的区别在于：一、数字化。将制造资源和能力的属性及静动态行为等信息转变为数字、数据、模型，以进行统一分析、规划和重组管理，制造资源和能力必须与数字化技术融合，形成能用数字化技术控制、监控和管理;二、物联化。“云制造”融合了物联网信息物理融合技术等最新信息技术，实现软硬制造资源能力的全系统、全生命周期、全方位的透彻接入和感知，制造资源和能力的物联化;三、虚拟化。虚拟化就是把制造资源和能力提供逻辑和抽象的表示与管理，它不受各种具体物理限制的约束。这个技术同时在需要的时候还可以进行实时迁移和动态调度;四、服务化。把虚拟化的东西落实之后再用服务计算技术进行封装组合到一个资源多人用、多个资源一人用的作用;五、协同化。比如航天就要通过合作，因此要通过协同使技术层面上云服务模块能够实现全系统、全生命周期、全方位的互联、互通、协同，同时从管理层中要支持虚拟化的组织;六、智能化。使用智能科学技术涉及两个维度：一是制造全生命周期的各种活动都要智能化。此外，只要制造资源和能力本身有的生命周期，要建立、发现、使用、销毁它，所以为两个生命周期活动提供服务。

　　“云制造”服务对象可分为两类：第一是制造企业的用户，很多制造企业可以作为制造云里的用户;还有一类是制造产品的用户。服务的内容包括：认证、设计、生产、加工、实验、仿真、经营管理等，主要为制造企业提供。产品的运营服务、维修服务都是为制造产品的用户进行服务，还有一个它们的集成。所以“云制造”服务特点跟以前的制造相比，它是按需动态架构，互操作，协同，网络化的异构融性的横向纵向的集成，超强、快速、无限能力，全生命周期的智慧制造，这就是云制造技术的服务特点。

　　“云制造”是云计算在制造领域的落地与延伸

　　实际上从模式上来说“云制造”是云计算的落地和延伸。第一，“云制造”资源共享的内容。云计算是计算资源，“云制造”是制造资源、制造能力;第二，服务和内容模式方面有很大差别。同时它可以交互协同全生命周期制造服务，因此它的自身技术要拓展，不仅仅是云计算现有的技术。

　　云计算技术为制造资源、能力提供了新制造模式;物联网技术为制造领域中各类物与物之间的互联和实现制造智慧化提供了技术;服务计算技术为制造资源、能力的服务化提供了技术;自动化为危险评估提供技术;智能科学为智能化提供技术;大数据为活动的精准、高效、智能化提供技术;电子商务为商务活动提供技。信息化制造业技术是“云制造”的基础技术，因此，“云制造”是制造业信息化的新模式新手段。它由生产型向生产+服务型为主导的随时随地按需个性化、社会化、可持续方向发展。它的手段是智慧化，体现在数字化、物联化、虚拟化、服务化、协同化、智能化。

　　在业务驱动需求下，制造领域并不是最后，60-80年代是质量成本，后来加了时间、服务、质量、成本、环境知识。技术也是集成、协同、网络、敏捷、服务、绿色、智能一直在发展，模式则从计算机集成制造再到并行工程、网络化制造、智慧制造，而“云制造”只是其中一种智慧制造模式。

　　“云制造”是一种取代大规模生产的新模式

　　《3D打印：从想象到现实》一书中提到，“云制造”是一种取代大规模生产的新模式。3D打印技术将推动未来的商业模式，书中引用了维基百科的“云制造”定义，就是把各种制造资源和能力联成网。所以它说“3D打印”是云制造的“催化剂”。“云制造”本身是一个产业，是广义云计算的一部分。目前刚刚起步，在里面是大有潜力，所以要自主可控，形成“云制造”产业链还需要时间以及各方面的共同努力。

　　最近这两年运用“云制造”在“智慧城市”里面也做了一些努力。“智慧城市”里面包括感知层、通信层、智能处理层。而“智慧产业”即“智慧制造”和“制造物流”就很重要。不仅提出了“智慧制造”的定义，同时为了提高企业竞争力、转变城市经济增长方式，建立了“云制造”交易中心、制造服务中心、“云制造”运营中心，延伸产业链实现转型升级，把本地资源和能力，国内制造资源能力甚至是全球的资源能力集合起来。

　　加快推进“云制造”系统的“三要素”及“五流”的集成

　　目前我们要做的是突出“云制造”的特点与优势，突出应用需求牵引“云制造”系统建设，推动“云制造”系统的“三要素”(人/组织、经营管理、技术)及“五流”(信息流、物流、资金流、知识流、服务流)的集成，突出新一代信息技术、大制造技术和产品专业技术的深度融合，突出以建立制造信息化新模式与新手段为核心，突出面向制造企业与产品用户两类对象，突出中国特色工业化、信息化、城镇化同步发展，突出政、产、学、研、用团队力量的结合。

　　接下来便是阶段成果的工程化、产业化要深化融合。特别是要注重“工业云”创新项目。在技术上要深化与应用有关的技术，特别是重视与产品用户服务有关的技术和产品售前、售中、售后服务及有关技术。能力的协同和交易需要再加强，还需要再加强推广宣传。在具体技术上要突出新兴技术的应用，例如移动互联网、大数据、基于模型的工程技术，还有3D打印技术与“云制造”技术的融合，标准化技术与安全技术的发展，结合各个行业与企业制造有特色的商业模式。这是一个战略工程，必须要由政府引导，加快成立知识创新体系、技术创新体系、产业创新体系和应用创新体系。

　　最后，在具体做“云制造”的时候，一定要围绕转变经济增长方式，增强企业竞争能力的目标做良性循环。一定要企业一把手领导，按照复杂系统工程来重视“三要素”、“五流”的集成优化。

　　(以上内容系根据李伯虎院士在“2014第四届中国云计算应用论坛”上的演讲整理而成)

(本文不涉密)
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