劉雨

【摘要】由于全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國制造業(yè)面臨著從生產(chǎn)制造向服務型制造轉(zhuǎn)變的巨大轉(zhuǎn)變，為了克服制造業(yè)“物聯(lián)”不足的缺點，云制造概念應運而生，本文介紹了云制造架構、原理、應用方向和云制造的未來。

【關鍵詞】云制造;孤島;架構;原理;應用方向;未來

1.引言

經(jīng)濟全球化的不斷深入發(fā)展促使我國的制造業(yè)由生產(chǎn)型制造向服務型制造轉(zhuǎn)變的巨大轉(zhuǎn)變，當“物聯(lián)”不足的制造領域卻存在著極其大的阻礙了轉(zhuǎn)變的速度。為了能夠快速高效的整合社會制造業(yè)資源并提高制造業(yè)的協(xié)作能力，云制造概念應運而生。

云制造最初是由中國學者李伯虎、張霖、陶飛等[1]提出。借鑒“云計算”的先進理念，并結合物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化等先進技術，將廣泛分布在全球各地的制造資源和制造能力封裝成制造云服務，并通過云制造平臺對其進行統(tǒng)一的優(yōu)化管理和經(jīng)營。許多學者也多云制造進行了深入的研究：在內(nèi)涵及應用方面，清華大學范文慧等[2]針對多個云制造平臺間的異構和不相容問題，提出了基于聯(lián)邦模式的集成框架，重慶大學尹超等[3]面向中小型企業(yè)提出了云制造服務平臺共性關鍵技術體系框架;在關鍵使能技術方面，北京航空航天大學羅永亮等[4]針對云制造資源虛擬化的相關技術、制造能力建模的相關技術、云制造中制造資源的定位技術進行了相關的研究。

2.云制造架構

（1）物理資源層

物理資源層又稱為P-Layer，是由現(xiàn)實世界中的各種實際資源組成。這些物理資源可通過嵌入式云終端技術、RFID技術等接入到網(wǎng)絡中，從而為云制造服務提供實實在在的物理基礎。

（2）資源層

資源層又稱為R-Layer，是云制造中由物理資源層通過計算機技術虛擬而來的虛擬資源層，物理資源必須經(jīng)虛擬服務技術稱為虛擬資源，然后虛擬資源發(fā)布到云制造服務中心才能被實際的調(diào)用并運行。資源層的功能包括：云端接入技術、云端服務定義、虛擬化、云端服務發(fā)布管理、資源質(zhì)量管理、資源提供商定價與結算管理、資源分割管理等。

（3）云制造服務層

云制造服務層又稱C-Layer，是云制造服務的注冊中心，該層匯集了服務提供商注冊的各種虛擬云制造服務從而形成了一個龐大的云制造虛擬資源數(shù)據(jù)中心。

（4）核心服務層

核心服務層又稱S-Layer層，顧名思義這層是云制造服的核心部分，該層主要面向云制造三類用戶（CSP、CSD、云服務運行商）對制造云服務的綜合管理提供各種核心服務和功能，包括：面向CSP提供云服務標準化與測試管理、接口管理等服務;面向云服務運行商提供用戶管理、系統(tǒng)管理、云服務管理、數(shù)據(jù)管理、云服務發(fā)布管理服務;面向CSD提供云任務管理、高性能搜索與調(diào)度管理服務等。

（5）應用接口層

應用接口層又稱P-Layer，該層主要是對不同的用戶提供可以調(diào)用的接口服務，其中也包括用戶注冊和驗證之類的輔助接口功能，該層接口集合。

（6）用戶層

用戶稱又稱U-Layer，該層面向?qū)嶋H的不同的制造業(yè)領域和行業(yè)。該層將應該接口層的接口分門別類的應用于不同的形式，比如云服務網(wǎng)站、各種用戶終端等。有了這一層，用戶可以通過不同的形式方便的調(diào)用云制造服務。

3.云制造的運行原理

在云制造服務系統(tǒng)中主要由三種角色：云制造資源提供商、云制造服務中心和云制造服務使用者。云制造資源提供商將對制造業(yè)資源進行感知并虛擬化后將資源已虛擬資源的形式提供給云制造服務中心;云制造服務中心將注冊云制造資源提供商的的虛擬資源，然后把這些資源進行分類，把這些虛擬資源按照實際的制造業(yè)的不同需求提供相應的動態(tài)調(diào)用的接口;云制造服務使用者按照自己制造任務要求在云制造服務中心查找需要的服務，然后像云制造服務資源提供商調(diào)用這些服務。這其中云制造服務中心起到了連接云制造資源提供商和云制造服務使用者的作用。具體情形如圖1所示：

圖1 云制造的運行原理

4.云制造的應用方向

（1）面向大型企業(yè)的研發(fā)能力服務平臺的應用

很多大型企業(yè)都有自己的研發(fā)團隊和研發(fā)資源，利用云制造服務技術整合企業(yè)內(nèi)部的計算資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源和人才資源。這樣可更有效的發(fā)揮這些資源在研發(fā)上的作用，也可以為企業(yè)下屬部門或子公司提供更好的技術能力、軟件和數(shù)據(jù)支持。這樣就能讓企業(yè)更具有活力和發(fā)展動力。

（2）面向區(qū)域性加工資源共享服務平臺的應用

中國是目前世界上擁有制造業(yè)資源最多的國家，但卻同時存在這制造業(yè)資源分散和利用率不高的問題。利用云制造服務技術將制造業(yè)資源虛擬化然后接入云制造服務，能夠使這些分散閑置的資源得到充分的利用，促進區(qū)域制造業(yè)資源利用的高效共享和優(yōu)化配置。

（3）面向制造業(yè)中小企型業(yè)的應用

我國許多中小型制造企業(yè)缺少資源缺少人才，想要發(fā)展卻困難重重。而一些大企業(yè)人才、資源充足卻有時不能得到利用。采用云制造服務技術把大企業(yè)的制造業(yè)資源虛擬化為云制造服務，有償租用給中小企業(yè)，這不僅能促進中小企業(yè)的發(fā)展也解決了大企業(yè)資源閑置的問題。

（4）面向建立物流拉動的現(xiàn)代制造服務平臺

針對我國制造業(yè)物流成本高等現(xiàn)狀，利用RFID、網(wǎng)絡、物流優(yōu)化等技術，研究整機制造企業(yè)、零部件制造企業(yè)和物流企業(yè)的多方協(xié)作模式和第三方服務模式，建立物流拉動的現(xiàn)代制造服務平臺，為制造業(yè)整機制造企業(yè)、零部件制造企業(yè)和物流企業(yè)協(xié)作提供服務，促進制造業(yè)發(fā)展。

5.云制造的未來

云制造為制造業(yè)帶來了一種新的制造模式和理念。它可以有效整合社會化存量資源，提高資源利用率，降低能源消耗，減少排放，促進企業(yè)協(xié)作，加快企業(yè)需求反應能力，實現(xiàn)制造的敏捷化、服務化、綠色化和智能化。研究云制造服務問題，對于優(yōu)化資源配置、促進企業(yè)協(xié)作、提高企業(yè)競爭力具有十分重要的意義。云制造服務的順利實現(xiàn)是構建云制造服務平臺的基礎，它將為振興我國制造業(yè)，提高企業(yè)經(jīng)濟效益發(fā)揮不可估量的作用。

參考文獻

[1]李伯虎，張霖，王時龍，等.云制造——面向服務的網(wǎng)絡化制造新模式[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2010，16（1）：1-7，16.

[2]范文慧，肖田元.基于聯(lián)邦模式的云制造集成體系架構[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2011，17（3）：469-476.

[3]尹超，黃必清，劉飛，等.中小企業(yè)云制造服務平臺共性關鍵技術體系[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2011，17（3）：495-503.

[4]羅永亮，張霖，陶飛，等.云制造模式下制造能力建模關鍵技術[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2012，28（7）：1357-1367.