當(dāng)前我國制造業(yè)面臨一個巨大的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，新一代的信息通信技術(shù)快速發(fā)展并與制造業(yè)深度融合，正引發(fā)制造業(yè)發(fā)展理念、制造模式、技術(shù)體系和價值鏈的巨大變革;其次，中國的制造業(yè)大而不強(qiáng)，正面臨從價值鏈的低端向中高端，從中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵歷史時期;同時，國際制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢和競爭格局面臨重大調(diào)整;我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全對制造業(yè)發(fā)展提出了更高要求。

我們團(tuán)隊縱觀國內(nèi)外制造領(lǐng)域有關(guān)的技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展，并基于我國制造業(yè)信息化的技術(shù)，在2009年提出了云制造的的理念，并在2012年提出了智慧云的實(shí)踐。

什么是智慧云制造

簡單地說，智慧云制造是一種智慧制造的模式和手段。除了智慧以外突出了云的概念和技術(shù)。具體而言，它是基于泛在網(wǎng)絡(luò)，以人為中心，借助信息化的制造技術(shù)、新興科技技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)以及制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)四類技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)手段，將制造資源與能力構(gòu)成服務(wù)云池，使用戶通過終端及云制造服務(wù)平臺便能隨時隨地按需獲取制造資源與能力，進(jìn)而智慧地完成制造全生命周期的各類活動。

具體來說是由三部分組成，智慧制造的資源和能力、智慧制造云池、智慧全生命周期的應(yīng)用，其核心就是知識和智慧。兩個過程，即制造能力的輸入以及智慧服務(wù)的輸出。

這里的智慧包含創(chuàng)新驅(qū)動，以人為中心的人機(jī)深度融合，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的深度融合以及工業(yè)化和信息化的深入融合。

我們還進(jìn)一步提出了整個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。第一層就是智慧云制造的資源和智慧制造的能力。上面是云服務(wù)的平臺層，這里包括智慧的感知接入和通信，虛擬的服務(wù)化的智慧資源和能力層。還有核心服務(wù)層，一層是對虛擬的資源能力進(jìn)行管理，對自身模型，特別是大數(shù)據(jù)要進(jìn)行管理風(fēng)險挖掘，另外一層是對于虛擬的智慧制造的系統(tǒng)要進(jìn)行構(gòu)建和管理，要進(jìn)行運(yùn)行的管理和評估的管理。在這個基礎(chǔ)上，形成各種各樣的應(yīng)用支撐軟件，根據(jù)企業(yè)的需要，有協(xié)同設(shè)計、仿真采購等。再上面一層就是用戶界面，用戶界面在這個設(shè)備的基礎(chǔ)上，有服務(wù)的提供者、平臺的運(yùn)營者營和服務(wù)的使用者。

智慧云制造

是智慧制造的一種新模式

為什么稱為智慧云制造？當(dāng)然其中很重要的一點(diǎn)還是信息化。此外還有制造資源和能力數(shù)字化，就是將制造資源和能力屬性以及靜態(tài)、動態(tài)等信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字、數(shù)據(jù)或模型。所有制造資源的能力都要跟數(shù)字化技術(shù)融合形成一個能用數(shù)字化技術(shù)來控制、監(jiān)管和管理的制造資源系統(tǒng)和能力。

然后就是物聯(lián)化，用信息物理融合系統(tǒng)等新的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)把軟件的制造資源和能力，全系統(tǒng)、全生命周期、全方位透徹的接入和感知。也就是說，將制造資源和能力互聯(lián)化，以支持制造全生命周期過程中間的人、組織、管理和設(shè)備的集成和優(yōu)化。

再者，制造資源和能力要虛擬化，也就是說只對制造資源和能力提供邏輯和抽象的表示和管理，不受各種各樣具體的物理限制。譬如通過虛擬化技術(shù)，一個物理資源和其能力可以真正的實(shí)實(shí)在在的轉(zhuǎn)化，多個相互隔離的、封裝好的虛擬器件和多個物理資源及能力，也可以組合成一個內(nèi)部更大的虛擬器件。在必要的時候，當(dāng)出現(xiàn)故障之時，還可以實(shí)現(xiàn)虛擬化制造資源和能力的實(shí)時遷移和固態(tài)調(diào)度，這都是通過虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的，這也是實(shí)現(xiàn)制造資源能力服務(wù)化和協(xié)同化的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

還有服務(wù)化，也就是通過服務(wù)計算技術(shù)，對虛擬化的能力和資源進(jìn)行封裝和組合，形成制造合同用戶、租戶所需要的按需的服務(wù)。也就是一種按需組合服務(wù)，將分散的資源、能力和服務(wù)集中使用，反之集中的可以分散使用，或者根據(jù)用戶需求來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的增值服務(wù)。因此，智慧云制造服務(wù)就是按需動態(tài)架構(gòu)互操作、協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)化、異構(gòu)集成、快速響應(yīng)周期。

最后是智能化，也就是說系統(tǒng)全生命周期、全方位都要智能化。這其中知識和智能科學(xué)技術(shù)將是核心技術(shù)，我們要把這些技術(shù)滲透到各個環(huán)節(jié)、各個層面，為兩個緯度的全生命周期服務(wù)。

智慧云制造實(shí)際上是云計算在制造領(lǐng)域的一個落地和拓展。這個技術(shù)的落地和拓展體現(xiàn)在三個方面：首先是智慧資源內(nèi)容的拓展，不僅僅是計算資源還有智慧的軟資源、硬資源、智慧制造能力;其次是服務(wù)內(nèi)容拓展，不管是IaaS、PaaS、SaaS，更加注重智慧制造的資源服務(wù);最后是模式拓展，不光是提交作業(yè)、操作計算資源，還有交互、協(xié)同、全生命周期的制造服務(wù)。因此，其支撐技術(shù)不僅僅是云計算和物聯(lián)網(wǎng)，還有服務(wù)計算、建模仿真、自動控制技術(shù)、高性能計算、大數(shù)據(jù)、電子商務(wù)、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)中心、智能科學(xué)技術(shù)以及各種各樣的信息化制造技術(shù)。因此，我們認(rèn)為它是互聯(lián)網(wǎng)時代的一種智慧制造的模式和手段。

之所以稱為2.0，是因?yàn)閺?.0到2.0，在網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步突出了以人為中心，隨時隨地按需的個性化、社會化智慧制造模式。同時強(qiáng)調(diào)了智慧云制造環(huán)境里設(shè)計、生產(chǎn)、裝備、經(jīng)營管理、仿真實(shí)驗(yàn)和增值服務(wù)都得應(yīng)需而變，中間智慧化的思維方式和技術(shù)創(chuàng)新也更多了，此外還在原來技術(shù)上加了大數(shù)據(jù)、全生命周期的應(yīng)用，因此它在應(yīng)用上更廣、更深。

智慧云制造的下一步

應(yīng)強(qiáng)調(diào)特點(diǎn)和優(yōu)勢

智慧云制造通過引進(jìn)新的制造模式、新的手段，產(chǎn)生新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，創(chuàng)造新的價值。我們在2009年提出云制造理念，即云制造1.0，2014年提出了云制造2.0。目前研究成果正在工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，并且在集團(tuán)和中小企業(yè)開展應(yīng)用示范。

智慧云制造下一步要做的是突出我們國家云制造的特點(diǎn)和優(yōu)勢，從技術(shù)上應(yīng)該有四個技術(shù)要特別加強(qiáng)：一是大數(shù)據(jù)技術(shù);二是網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù);三是移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù);四是嵌入式仿真技術(shù)。尤其是云制造與3D打印的相互融合。

最后在云制造實(shí)施中，我們要注意這不單單是技術(shù)問題，同時要圍繞轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，增強(qiáng)企業(yè)市場競爭能力為目標(biāo)，走良性循環(huán)的發(fā)展道路。從需求出發(fā)，到建立系統(tǒng)，系統(tǒng)攜帶技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)，新的技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)，對促進(jìn)系統(tǒng)的改進(jìn)和完善，改進(jìn)系統(tǒng)再進(jìn)一步推進(jìn)新的運(yùn)用，這樣的良性循環(huán)。

其次云制造本身的實(shí)施絕對是人、組織、管理和技術(shù)的集成。因此企業(yè)在實(shí)施過程中必須要圍繞整個企業(yè)的轉(zhuǎn)變模式，同時堅持效益驅(qū)動、總體規(guī)劃、突出重點(diǎn)、分布實(shí)施的指導(dǎo)思想，密切結(jié)合各個企業(yè)的實(shí)際需求，制定好規(guī)劃和階段性的實(shí)施方案和激勵政策，同時制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和評估標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過五年工作，智慧云制造系統(tǒng)已是互聯(lián)網(wǎng)時代的一種智慧制造模式和手段，是實(shí)施中國制造2025年“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃的一種制造模式和手段。智慧云制造系統(tǒng)的發(fā)展和實(shí)施需要全國、全球的合作交流，同時又需要充分重視各國特色和各行各業(yè)的特點(diǎn)。

（以上內(nèi)容系根據(jù)李伯虎院士在“2015第七屆云計算大會”上的演講整理而成）