云制造综述 - 天津大学研究生e-learning平台.doc

云制造综述 * 陈落根 天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2011级硕士生 摘要：本文在前人的研究基础上，总结了云制造的概念，比较了云制造与现有先进制造模式之间的关系，分析了云计算与云制造之间的关系。本文还对云制造的发展阶段提出一些想法及指出了云制造应用的一些难点问题。 关键词：云制造 云计算 云服务 制造业信息化 0 前言* 中国是全球制造中心，在2009年已成为仅次于美国的全球第二大工业制造国，也是当今世界上拥有制造加工资源最丰富的国家。但是，我国制造企业普遍存在制造资源和制造能力的不均衡，资源闲置与资源短缺并存，能力过剩与能力不足同在。中国的制造业有其复杂的特点，中国制造业中90%以上是中小企业，他们信息化需求、信息化建设能力、信息化投资能力有限；并且不同的制造企业有不同的业务模式和业务流程，个性化十分突出。面对这些复杂的情况，云制造的盘活制造资源的思想也许可以解决资源闲置与资源短缺的问题，云制造的公共服务平台也许能破解中小企业信息化的难题。 1 云制造的基本概念 1.1 云制造的定义 李伯虎院士认为云制造是一种面向服务的高效、低耗，基于知识的网络化的新制造模式，融合现代信息化制造技术、云技术、物联网等技术，把各类制造之间和制造能力集虚拟化、服务化并且进行统一的集中的智能化管理，从而通过网络和一个云制造平台中间件，将制造全生命周期的前期、中期、后期提供给用户，提供随时获取按需使用的优质廉价的服务。 中国航天科技集团公司总工程师杨海成认为“云制造是先进的信息技术，制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品，是制造即服务理念的体现”。科技部高新司先进制造及自动化处周平处长提出云制造的核心就是如何盘活制造资源的存量。 国家“863计划”先进制造技术领域专家组组长王田苗认为云制造可以分为由低到高两个层次实现：低层次是提供相对功能明确、价格低廉的产品、设备的制造平台。高层次是根据顾客的设计或加工需求，整合制造资源，帮助客户完成相关产品的设计、加工、制造和配送，提供一整套加工制造的服务平台。 综合上述专家学者的观点，我们可以认为云制造是一种以制造服务为导向，以信息化技术、物联网技术、云计算技术等为支撑技术，以满足个性化产品需求和使现有制造资源利用效率最大化及利益最大化为目标，具有全球化、服务化、协同化、绿色化、智能化等特点的现代制造模式。 1.2 云制造与已有制造模式的区别 现已有许多先进的制造模式，比如敏捷制造、网络化制造等等。云制造虽然和它们有些共同点，但也有一些特别的地方。 在理念上, 云制造综合了敏捷化、绿色化、个性化和服务化等思想, 但从应用模式与组织实施角度来说,云制造与敏捷制造相比也有一定的差异。敏捷制造是通过构建企业间或企业内协作联盟，来快速响应外界需求，从而达到提高制造企业敏捷化的目标。而云制造是围绕产品全生命周期和经营管理全过程来搭建一个资源丰富的制造服务云平台，它是一种大合作、全面的联盟。 还有，他们在平台的构建和运行支撑技术方面也有很大的区别，敏捷制造、网络化制造资源共享平台主要是以网格技术为支撑搭建的，平台拓扑结构较为单一，缺乏灵活性， 而云制造服务平台则以云计算技术为支撑，其平台和系统架构更加灵活，伸缩性和扩展性更强。 我个人认为，不管是敏捷制造，还是网络化制造，它们都是由主导产业发展的企业强强联合来实现的，而云制造服务对象更多的是一些高端加工能力不足的中小企业，服务对象上有本质区别，这就是云制造的最大特点，它完全为中国目前制造业的国情而诞生的。 2 云制造与云计算的关系 云计算作为一种新的服务化计算模式，近年来正在产业界兴起并逐步走向成熟。云计算是一种基于互联网的计算新模式，通过云计算平台把大量的高度虚拟化的计算资源管理起来，组成一个大的资源池，用来统一提供服务。我们借鉴云计算思想，将“制造资源”代替 “计算资源”，云计算的计算模式和运营模式将可以为制造业信息化所用。 云计算面向的是计算资源，而云制造面向的则是制造资源。云制造是在云计算提供的IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）基础上的延伸和发展，它丰富和拓展了云计算的资源共享内容、服务模式和技术。云计算共享了计算资源，如存储、运算器、软件、数据等资源。云制造共享制造资源和制造能力。软制造资源：制造过程中的各种模型、数据、软件、信息、知识等；硬制造资源：各类（大）制造硬设备如机床、加工中心、计算设备、仿真设备、试验设备等；制造能力：制造过程中有关的论证、设计、生产、仿真、实验、管理、集成等能力。 云计算和云制造共享的内容不一样，服务内容当然也不一样。云计算提供用户网上提交任务与操作计算资源的服务，而云制造除了提供用户网上提交任务外，还包括交互、协同和全生命周期制造服务。也更加重视和强调制造全