云制造概论

云制造体系架构包括物理资源层、云制造虚拟资源层、云制造核心服务层、应用接口层、云制造应用层等5个层次。图3是云制造体系架构的示意图。

如图4所示，云制造的关键技术主要包括以下5个方面：

模式、体系架构、标准、规范
　　制造资源和制造能力的云端化技术
　　制造云服务的综合管理技术
　　云制造安全与可信制造技术
　　云制造业务管理模式与技术

3.3 初步研究成果

为了论证云制造理念的可行性，作者所在团队初步研发了一个云制造的典型应用——基于云仿真原型平台COSIM-CSP[15]的云仿真应用。此应用已初步用于某飞行器多学科虚拟样机的协同设计中。基于COSIM-CSP的云仿真应用中包含可视化普适门户界面技术、复杂产品项目管理技术、仿真资源虚拟化技术、容错迁移技术与安全可信机制、基于语义知识的资源服务质量评估、智能发现、自动组合与动态调度等技术，为云制造的进一步研究工作奠定了基础。

4 云制造的未来展望

云制造为制造业信息化提供了一种崭新的理念与模式。作为一个新生概念，云制造具有巨大的发展空间。云制造的研究与实践工作需要依靠政府、产业界、学术界等多方联合与共同努力。云制造的应用将是一个长期的阶段性渐进过程，而不是一蹴而就的项目工程。云制造要求制造企业具有良好的信息化基础，并且实现了企业内部的信息集成与过程集成。因此，对于当前业界的广大制造企业而言，实现云制造仍具有一定门槛。

云制造的未来发展仍面临着众多关键技术的挑战。除了云计算、物联网、语义Web、高性能计算、嵌入式系统等技术的综合集成，基于知识的制造资源云端化、制造云管理引擎、云制造应用协同、云制造可视化与用户界面等技术均是未来需要攻克的重要技术。

5 结束语

当前，国际制造业正向着服务化、高效低耗、知识创新的方向发展，中国制造业面临着巨大的挑战与机遇。制造业信息化技术经历了信息集成、过程集成和企业间集成，目前，关注焦点日益集中于服务、环境、知识等核心价值因素。基于云计算的思想，本文提出"一种面向服务、高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式—云制造"，它的研究与应用将会加速推进中国制造业信息化向"网络化、智能化、服务化"方向发展。本文对云制造的技术基础、概念、运行模式、体系架构及技术进行讨论，给出初步研究成果，并对云制造的未来研究做出展望。

致谢：本文写作过程中，北京航空航天大学任磊博士、陶飞博士、北京仿真中心侯宝存博士参与了讨论，并提供了重要的素材。

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李伯虎，中国工程院院士，北京航空航天大学自动化学院博士生导师、名誉院长，中国系统仿真学会理事长，中国系统工程学会理事，中国计算机学会理事；长期从事复杂系统建模与仿真、复杂产品集成制造系统等研究工作；获国家科技进步奖一等1个和二等3个，部级科技进步奖14个；发表论文260余篇。

张霖，北京航空航天大学教授、博士生导师，中国系统仿真学会常务理事，中国系统仿真学会国际交流工作委员会副主任；主要研究方向为网络化制造，复杂系统建模、仿真与控制、软件工程等；中国国家"863"计划十五周年先进个人；主持和承担国家级科研课题20余项；发表论文70余篇，其中SCI/EI/ISTP收录40余篇。

柴旭东，北京仿真中心研究员，中国系统仿真学会理事；长期从事复杂系统建模仿真和企业信息化工作，研究方向包括复杂系统建模仿真、虚拟产品设计、集成制造系统等；获国防科技进步一等奖1个，二等奖2个，电子部科技进步二等奖1个，教育部科技进步二等奖1个；发表论文90余篇。