國學大師王國維，在其《人間詞話》的開篇中提到了三種境界，“古今之成大事業、大學問者，必經過三種之境界：‘昨夜西風凋碧樹。獨上高樓，望盡天涯路。’此第一境也。‘衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴。’此第二境也。‘眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。’此第三境也。”從執著的追求到堅定不移的信念再到專注的精神，詞中雖指治學，但細細品讀此三種境界也道出了新技術從被探索到被認知再到被應用的過程。

近些年，云計算作為新興的技術趨勢“風起云涌”，從2006年Google推出了“Google 101計劃”，首次正式提出了“云計算”的概念。短短數年間，“云計算”這種通過網絡按需獲取計算資源的嶄新技術正在給信息技術及其應用領域帶來巨大的變革。制造業信息化經過了20多年的發展，在制造業的各個領域發揮巨大的作用，近年，隨著制造業云計算技術的探索，一場以云制造為核心的變革，也正在悄悄的展開。

與云計算不同，云制造提出相對較晚，大多數企業及應用者對云制造認識尚處于“霧里看花”的狀態，云制造是否是制造業的云計算?云制造落地制造業需解決的瓶頸有哪些?對于未來，云制造將何去何從?帶著一系列問題，記者走訪了國家863 云制造服務平臺關鍵技術研究團隊成員，中國工程院李伯虎院士以及北京市云制造平臺與服務工程技術研究中心技術委員會主任、北京航空航天大學自動化學院副院長張霖教授。

探索

眾所周知，制造業的市場是從相對的穩定到動態多變的，因此對制造企業的產品，以及它的開發時間、質量、成本、服務、環境、知識含量提出了嚴峻的挑戰。我國已經是制造大國，但還不是強國，突出的表現就是目前我國大多數企業處于“微笑曲線”的最下端(附加價值低),其主要問題：企業“產品開發”及“服務”方面的競爭能力低下。這種情況下，2008年，李伯虎院士、張霖教授帶領的研究小組開始探索，如何在制造業中將云計算等新興信息技術與已有的信息化制造技術深度融合以提高我國制造企業競爭能力的問題，進而率先提出了“云制造”的理念。

李院士率先提出，“云制造是制造業的云計算”的理念。他認為，“云制造”是一種基于網絡(如:互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等)的、面向服務的智慧化制造新模式。

第一，云制造融合與發展了現有信息化制造(信息化設計、生產、實驗、仿真、管理、集成)技術及云計算、物聯網、服務計算、智能科學、高效能計算等新興信息技術，將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務化，構成制造資源和制造能力的服務云池，并進行協調的優化管理和經營,從而用戶只要通過云端就能隨時隨地按需獲取制造資源與能力服務，進而智慧地完成其制造全生命周期的各類活動。

第二，云制造是制造信息化的發展。云制造將新興信息技術(云計算、物聯網、服務計算、智能科學、高效能計算等)與已有制造技術深度融合，使已有信息化制造系統在企業產品研制全系統、全生命周期活動中的人/組織、經營管理、技術(三要素)及信息流、物流、資金流、知識流、服務流(五流)集成優化等方面得到大幅度加強和質的提高，以實現“數字化、物聯化、虛擬化、服務化、協同化、智能化的智慧化制造”，支持我國制造業向“產品”加“服務”為主導的“協同化、全球化、服務化、敏捷化、綠色化和智能化”的制造業新經濟增長方式發展，進而提高制造企業的自主創新能力和市場競爭能力，推進實現中國制造由大變強的戰略目標。

第三，云制造的典型技術特征。云制造的典型技術特征為制造資源和能力的“數字化、物聯化、虛擬化、服務化、協同化、智能化”，其綜合的體現為“智慧化制造技術特征”。其中，數字化與已有的信息化制造技術相同。

第四，云制造中的“制造即服務”。包括： 論證為服務 AaaS (Argumentation as a Service)、設計為服務 DaaS (Design as a Service))、生產加工為服務(FaaS，Fabrication as a Service)、實驗為服務(EaaS，Experiment as a Service)、仿真為服務(SaaS，Simulation as a Service)、經營管理為服務(MaaS，Management as a Service)、集成為服務(INaaS，Integration as a Service)。

對于云制造真正的價值，張教授認為，云制造的理念本身是從云計算的理念發展出來的，云制造技術本身已經集成了很多現有的技術，但并不是這些技術簡單的堆積。在制造行業如果僅是企業的IT部門使用了云計算技術，并不能真正稱之為云制造，真正的云制造是要將云的理念滲透到制造業的核心業務直至全生命周期，并把制造資源和制造能力最大程度地進行整合，實現基于網絡的自由流通。云制造的實施將會對制造業的商業模式及業態產生深遠的影響。

挑戰

挑戰無處不再，對于新興的技術而言，探索與認知之間的道路，總是漫長而充滿挑戰的。云計算如此，云制造亦如此，行業特性賦予云制造的挑戰，不僅在于技術，更多的在于資源和模式上的改革。

云制造是云計算提供的Iaas(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)基礎上的延伸和發展，它豐富、拓展了云計算的資源共享內容、服務模式和技術。張教授認為，云制造帶來的是制造企業理念及模式的轉變，云制造的模式，首先要面對挑戰的是企業基礎信息化建設與技術;其次是深層次的文化和企業組織機構及業務流程的調整。畢竟云制造挑戰的是CEO而不僅僅是CIO。

對于張教授的觀點，李院士表示贊同，并進行了詳細的解讀，對于云制造在行業中的落地，李院士認為，必然先要解決眼前的“攔路虎”。

第一，在資源共享的內容方面的挑戰。

云計算共享的資源類型主要為計算資源(如存儲、運算器、軟件、數據等)，云制造共享的資源類型除計算資源外，還要加上其它制造資源和制造能力，包括硬制造資源(如機床、加工中心、計算設備、仿真設備、試驗設備等各類制造硬設備)、軟制造資源(如制造過程中的各種模型、數據、軟件、信息、知識等)和制造能力(如制造過程中有關的論證、設計、生產、實驗、管理、集成等能力等)。

云制造與云計算在資源共享內容方面的比較

第二，在服務的內容與模式方面的挑戰。

云計算主要提供用戶網上提交作業(單項，批處理)與操作計算資源的服務，云制造主要提供用戶網上提交任務，以及交互、協同和全生命周期制造服務，包括4種服務模式：(1)支持單主體(單用戶)完成某階段(如設計)制造;(2)支持多主體(多用戶)協同完成某階段制造;(3)支持多主體(多用戶)協同完成跨階段(如跨設計與生產)制造;(4)支持多主體(多用戶)按需獲得制造能力。

首先，云計算所提供的三類服務：基礎設施即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)、軟件即服務(SaaS)，同樣也涵蓋在云制造的服務體系中，并與制造全生命周期各環節服務相互交叉。在設計、生產加工、實驗、仿真、經營管理等各個服務環節中，當需要計算設備基礎設施時，能夠提供諸如高性能計算集群、大規模存儲等IaaS類服務;當需要特定計算平臺的支持時，能夠提供諸如定制操作系統、中間件平臺等PaaS類服務;當需要各類專業軟件工具輔助制造過程時，能夠提供諸如SaaS類服務。更為重要的是，云制造中除了包括IaaS、PaaS、SaaS外，更加重視和強調制造全生命周期中所需的其它服務，如論證為服務 AaaS、設計為服務 DaaS、生產加工為服務FaaS、實驗為服務EaaS、仿真為服務SaaS、經營管理為服務MaaS、集成為服務INaaS等。

第三， 在技術方面的挑戰。云制造融合了云計算、物聯網、高性能計算、面向服務、智能科學等新興的信息技術與信息化制造(信息化設計、生產加工、試驗、仿真、經營管理、集成)等多種新興技術：

云制造的服務模式、內容與技術基礎

云制造技術體系將包含下述十大類關鍵技術：總體技術、資源感知與接入技術、資源能力的虛擬化和服務化技術、虛擬化云制造服務環境構建與管理技術、虛擬化云制造服務環境運行技術、虛擬化云制造服務環境評估技術、云制造可信與安全制造服務技術、云制造普適人機交互技術、云制造服務平臺應用技術、信息化制造技術等。

其實，從理念上講，很多企業正逐漸接受云制造的模式，但是面臨新技術的很多共性問題，如：安全、標準、業務模式、與已有系統的集成等實際問題，很多企業都期待著第一批敢吃螃蟹的人。

落地

“我們的目標就是通過研究、實踐，做第一個吃螃蟹的人，為企業找出切實可行的云制造模式。”提到云制造何時落地，張教授回答道。

李院士表示，目前，云制造的工作正從理念階段邁向落地實施階段。在國家863計劃的引領下，國內產、學、研各界正開展理論研究、技術攻關、工程實施與應用示范工作;同時，云制造服務中心實體的建設工作也進入實質階段，例如，航天科工集團、北車集團等大型集團企業正在建立私有云制造服務中心，恩維協同、東莞工研院等第三方運營商也在搭建公有云制造服務中心。云制造在航空航天、軌道交通、模具、服裝、柔性材料等行業已經步入應用示范的研究與實踐工作。

對于云制造的落地，李院士建議：

第一， 要圍繞轉變經濟增長方式、增強企業市場競爭能力的目標，走良性循環發展的路線。從增強企業市場競爭能力的應用需求出發，由需求驅動來建立系統，通過系統建設帶動技術/產品研發，技術/產品的發展進一步促進系統的改進完善，系統進一步推動新的應用，如此周而復始的良性循環。

第二， 要按復雜系統工程內涵實施云制造系統。云制造系統是一個復雜的系統工程，在實施中要堅持“效益驅動，總體規劃，突出重點，分步實施”的指導思想;要密切結合各個企業的實際需求與情況，制定好發展規劃與階段性實施方案;要重視企業產品研制全系統、全生命周期活動中的人/組織、經營管理、技術(三要素)及信息流、物流、資金流、知識流、服務流(五流)集成優化。

第三， 要建立云制造技術研究隊伍與發展基地/中心。云制造系統技術是制造業信息化技術的延伸與發展，是正在發展中的多學科綜合性技術，需要建立專門的研究隊伍與發展基地/中心。在技術研發中要持續地重視新興信息化技術與工業化技術的深度融合;要不斷總結和突出云制造的技術與應用特色開展研發工作。

第四， 要同時重視發展我國自主的云制造產業。自主的云制造產業是我國云制造技術發展與應用的基礎與保證，要按預研一代、研制一代、生產一代去進行產品研制、工程建設與提供服務。

云制造的落地，制造企業的CEO和CIO面臨的挑戰尤為嚴峻，需要打破傳統的管理模式。李院士和張教授，對于制造企業的管理也提出了建議：

第一， 戰略層面：負責挖掘企業的制造信息資源、制定企業制造信息化戰略、為企業制造信息化合理布局、評估制造信息化對企業的價值等。

第二， 執行層面：負責制造全生命周期中信息流、物流、資金流的整合，完成制造信息系統的選型實施，收集研究企業內外部的制造信息為決策提供依據。

第三， 變革層面：協助企業完成制造業務流程重組，運用信息管理技術重建企業的決策體系和執行體系，同時要對制造信息編碼和商務流程統一標準。

第四， 溝通層面：負責安排企業制造信息化方面的培訓，發現制造信息運用的瓶頸，觀察研究企業運作中的制造信息流及其作用。協調制造信息化實現中溝通上下級關系，打造優秀的團隊。

總之，云制造的發展將是一個長期的階段性的漸進過程，而不是一蹴而就的項目工程，需要依靠政府、產業界、學術界多方面的聯合與共同努力。云制造是云計算理念在制造業的落地和發展，它為制造業信息化提供了新的理念、模式和技術。