李伯虎院士：云制造：制造领域的云计算

　　

图为：第二届云计算大会现场，中国工程院院士李伯虎演讲。（胡秀岩/摄 新浪网）

　　2010年5月21日，第二届中国云计算大会今天在北京举行。来自政府部门，学术界以及企业界的各方嘉宾就云计算的发展进行深入探讨。本次大会由中国电子学会主办、中国电子学会云计算专家委员会和中国云计算技术与产业联盟承办、CSDN中国软件开发网与《程序员》杂志、电子工业出版社协办。新浪科技为独家门户支持。

　　以下为演讲实录：

　　李伯虎：尊敬的女士们、先生们，前面的报告都很精彩，发言题目是《云制造：制造领域的云计算》。我这里讲的制造是大制造，传统的制造就是这个产品从原材料到成品，我现在这个大制造的含义就是覆盖产品全生命周期的活动，也就是从产品的市场分析开始，到加工生产，到报废。这个制造活动可能在企业内部，也可以到企业之间，到全球，制造业包括传统的制造业，新兴的制造业，制造类型可以离散，可以连续，可以混合。

　　众所周知，现在的市场是从相对的稳定到动态多变，因此对制造企业的产品，以及它的开发时间，质量、成本、服务、环境、知识含量提出了严峻的挑战。我们国家已经是制造大国，但还不是强国，突出的表现就是在微笑曲线里面，我们大多数企业处于最下端。什么叫制造业信息化？就是把信息采集传递加工处理应用的技术为核心，把信息技术建模仿真，设计管理等有关专业技术综合应用到企业的产品之全系统、全生命周期活动中，使这里三个要素，人、组织、精英管理技术，四个流，信息流、物流、价值流、管理流，从而使这个企业能够改善PTQCS，以达到增强企业或者集团的竞争能力。近期，特别是服务资源环境成为现代制造业竞争能力的关键因素，因此我们必须搞服务性的制造、绿色制造和中国制造。一种对策就是我们提出建议，一种项服务的高效、低耗和基于知识的网络化、智能化的新模式，就是云制造。我们相信如果搞了我上面所说的云制造实现的话，我们制造信息化可以往网络化、智能化方向发展，而且我们制造信息化将提到新的高度水平。

　　什么是云制造？云制造广义来说就是一种面向服务的高效、低耗，基于知识的网络化的新模式，融合现在信息化制造技术，云技术、物联网等等技术，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，为制造全生命周期的前期的、中期的、后期的提供给用户，提供随时获取按需使用的优质廉价的服务，当然这是一个理想的概念。

　　云计算有Iaas、PaaS、SaaS，云制造里实际生产加工、实验仿真、生产管理四大活动可以作为一个活动。云计算有计算资源，云制造中有软资源，各种各样的模型数据、软件，硬制造有各种各样的制造设备，当然计算设备也是属于这里。云制造服务或者制造云有什么特点？与一般不一样，互操作。协同。特别是对大规模复杂制造任务协同。异构集成，各种各样的，都是五花八门的制造资源、制造能力，怎么集成，而且一个是制造是全生命周期，不能搞完设计就完了，因此必然这个制造之间的生命周期活动阶段有联系的。云制造目前提出来，当然有它的基础，首先就是云计算概念以及它的技术推动。如果把制造资源带进我们现在所谓的制造资源很好联系到制造资源可以走向服务化。融合一些新的技术，除了云计算所需要的技术之外，我们还可以进入比如Web，互联网、高效能计算等等，物联网 Web可以基于知识的智能计算奠定基础，物联网技术有望出现各种互联，高性能计算机能够求解复杂的问题等等。

　　技术基础有了，怎么运行？三大部分，制造资源、制造能力、制造云和制造全生命周期的活动。一个核心就是知识，两个过程就是要进去、出来。三类用户就是制造资源的提供者，制造云的运行者和制造资源的使用者。因此基于刚才我说的这些东西的模式、概念、技术、设备，希望将来云制造，将来用户可以像使用水电煤气一样使用我们制造资源，并且进行协同全生命周期高效的工作。

　　为了实现这个东西，云制造提出一个体系结构，有五层，物理资源层、虚拟资源层、云制造核心服务层、应用结构层和应用层。具体来说物理资源层实际上就是通过嵌入式云终端技术和物联网技术，使各类物理资源能够接入到网络中，实现制造物理之间全面的互联，并且为云制造提供接口的支持。云制造虚拟资源层，这一层主要是通过云制造服务定义的工具，虚拟化工具等等，把虚拟制造资源分装成云服务，有云端接入技术，云端服务定义，虚拟化云端发布管理，资源提供商定价等等。对下述虚拟化资源，根据用户的要求来提供各种核心服务和功能。三类用户，一类是对云服务提供者提供云服务的标准化和测试管理、结构管理等等，对云服务的运行上提供运行管理、系统管理、云服务管理、数据管理、云服务发布管理服务，对云服务请求者用户提供云服务的任务管理、高性能和调度管理服务等等。再上一层就是应用接口层，也就是说为云制造的应用，接口层主要面向特定的制造领域，提供不同的专业应用接口以及用户注册、验证等等一些通用的接口。最上一层就是应用层，也就是说面向制造业的各个领域和行业，主要用户通过网站或者各种用户界面，可以云+终端没有问题，云+端的时候，终端也可以做很多制造的活动。

　　有了这个体系结构以后，有五大类关键技术，云制造系统的体系结构、运行模式、相关标准和规范，特别是交易共享、互操作的模式。制造资源的云端化的技术，就是要把异构的软硬两种制造资源云端化，可以嵌入式云端嵌入，以及制造云服务怎么去建模、分装、注册和发布，以及我刚刚说的实际生产加工实验仿真和经营管理，以及集成作为服务的时候怎么云端化，以及制造云动态技术，主动聚合等等。制造云服务的综合管理，这里涉及到云端服务的接入管理技术，高效动态的云服务的组建、聚合、存储方法，云制造服务动态构建和部署分解资源服务的协同调度、优化配置，以及云制造服务提供模式和推广云用户的管理、机制等等，还有就是出了问题怎么办，因此要配置的容错管理。云制造服务的管理模式和技术，也就是说在全生命周期活动，协同管理的时候，业务流程如何来干，多用户、多目标怎么去做，成本策略等等运营策略，以及各种各样的信用管理机制等等，属于管理模式和技术。云制造安全和可信。

　　云制造初步研究结果，记得去年的时候我曾经说过云仿真，现在我们已经扩展到云制造，云仿真平台里有资源层，以及面向云仿真的服务层和门户支撑工具层、应用层组成，当然每一层都有安全问题。为了实现这个东西，相应在门户层里有问题怎么求解环境，要建立可视化门户，普视化门户，项目怎么进行管理，面向云仿真服务层里，有具有Web异构的东西连在一块，有一个国际标准，里面有一个平台，我们要把它搬到Web上面去。以及基于Web和网格资源的技术，以及它的服务调度，自动组合和容错迁移，出了问题要移动，以及资源层各种各样仿真资源的虚拟化和相应的安全体系等等。

　　怎么把云仿真平台用到协同设计。众所周知要从模型角度来说，还有起落架控制模型，起落架多启动模型。为实现这个东西，需要各种各样的工具，我手头没有怎么办？我们现在构成了一个中心，这个仿真中心里面有高性能计算机，以及有很多硬件和软件，同时又一个云+端的使用模式。

　　举例：一开始就是基于资源虚拟化技术，包装和各类仿真模型，要软件，以及要硬件，所以我们先做在一个高性能计算机集群上，然后虚拟化。用户在我这个平台上，在门户上面注册，同时能够自动提出问题，这个平台自动把你虚拟化东西调到硬件、软件的地方，构成你所需要的仿真系统。紧接着用户在这个门户上应用我们异构的(HAITI)来实现刚才异构的应用软件之间的协同运行，来解决好我们起落架的实际问题。这里要强调，是异构的系统，不是一般的问题甩到那儿去就行了。

　　小结：云制造的发展将是一个长期的阶段性的渐进过程，而不是一蹴而就的项目工程，需要依靠政府、产业界、学界多方面的联合和共同努力。云制造是云计算理念在制造业体现和发展，它为制造业信息化实际生产管理服务，提供了崭新的理念和模式。我这个例子说明云计算不仅仅是计算资源的协同、共享，如果要用到各行各业，比如我们制造业，还需要结合各制造业行业的特点，比如我们制造资源、制造协同等等都有自己特殊的问题，需要引起我们充分的注意。谢谢大家！