李伯虎院士：云制造：制造領域的云計算
http://www.debgrams.com 2011-05-17 17:27 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
圖為：第二屆云計算大會現場，中國工程院院士李伯虎演講。（胡秀巖/攝 新浪網）
2010年5月21日，第二屆中國云計算大會今天在北京舉行。來自政府部門，學術界以及企業界的各方嘉賓就云計算的發展進行深入探討。本次大會由中國電子學會主辦、中國電子學會云計算專家委員會和中國云計算技術與產業聯盟承辦、CSDN中國軟件開發網與《程序員》雜志、電子工業出版社協辦。新浪科技為獨家門戶支持。
以下為演講實錄：
李伯虎：尊敬的女士們、先生們，前面的報告都很精彩，發言題目是《云制造：制造領域的云計算》。我這里講的制造是大制造，傳統的制造就是這個產品從原材料到成品，我現在這個大制造的含義就是覆蓋產品全生命周期的活動，也就是從產品的市場分析開始，到加工生產，到報廢。這個制造活動可能在企業內部，也可以到企業之間，到全球，制造業包括傳統的制造業，新興的制造業，制造類型可以離散，可以連續，可以混合。
眾所周知，現在的市場是從相對的穩定到動態多變，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。我們國家已經是制造大國，但還不是強國，突出的表現就是在微笑曲線里面，我們大多數企業處于最下端。什么叫制造業信息化？就是把信息采集傳遞加工處理應用的技術為核心，把信息技術建模仿真，設計管理等有關專業技術綜合應用到企業的產品之全系統、全生命周期活動中，使這里三個要素，人、組織、精英管理技術，四個流，信息流、物流、價值流、管理流，從而使這個企業能夠改善PTQCS，以達到增強企業或者集團的競爭能力。近期，特別是服務資源環境成為現代制造業競爭能力的關鍵因素，因此我們必須搞服務性的制造、綠色制造和中國制造。一種對策就是我們提出建議，一種項服務的高效、低耗和基于知識的網絡化、智能化的新模式，就是云制造。我們相信如果搞了我上面所說的云制造實現的話，我們制造信息化可以往網絡化、智能化方向發展，而且我們制造信息化將提到新的高度水平。
什么是云制造？云制造廣義來說就是一種面向服務的高效、低耗，基于知識的網絡化的新模式，融合現在信息化制造技術，云技術、物聯網等等技術，把各類制造之間和制造能力集虛擬化、服務化，并且進行統一的集中的智能化管理，從而通過網絡和一個云制造平臺中間件，為制造全生命周期的前期的、中期的、后期的提供給用戶，提供隨時獲取按需使用的優質廉價的服務，當然這是一個理想的概念。
云計算有Iaas、PaaS、SaaS，云制造里實際生產加工、實驗仿真、生產管理四大活動可以作為一個活動。云計算有計算資源，云制造中有軟資源，各種各樣的模型數據、軟件，硬制造有各種各樣的制造設備，當然計算設備也是屬于這里。云制造服務或者制造云有什么特點？與一般不一樣，互操作。協同。特別是對大規模復雜制造任務協同。異構集成，各種各樣的，都是五花八門的制造資源、制造能力，怎么集成，而且一個是制造是全生命周期，不能搞完設計就完了，因此必然這個制造之間的生命周期活動階段有聯系的。云制造目前提出來，當然有它的基礎，首先就是云計算概念以及它的技術推動。如果把制造資源帶進我們現在所謂的制造資源很好聯系到制造資源可以走向服務化。融合一些新的技術，除了云計算所需要的技術之外，我們還可以進入比如Web，互聯網、高效能計算等等，物聯網 Web可以基于知識的智能計算奠定基礎，物聯網技術有望出現各種互聯，高性能計算機能夠求解復雜的問題等等。
技術基礎有了，怎么運行？三大部分，制造資源、制造能力、制造云和制造全生命周期的活動。一個核心就是知識，兩個過程就是要進去、出來。三類用戶就是制造資源的提供者，制造云的運行者和制造資源的使用者。因此基于剛才我說的這些東西的模式、概念、技術、設備，希望將來云制造，將來用戶可以像使用水電煤氣一樣使用我們制造資源，并且進行協同全生命周期高效的工作。
為了實現這個東西，云制造提出一個體系結構，有五層，物理資源層、虛擬資源層、云制造核心服務層、應用結構層和應用層。具體來說物理資源層實際上就是通過嵌入式云終端技術和物聯網技術，使各類物理資源能夠接入到網絡中，實現制造物理之間全面的互聯，并且為云制造提供接口的支持。云制造虛擬資源層，這一層主要是通過云制造服務定義的工具，虛擬化工具等等，把虛擬制造資源分裝成云服務，有云端接入技術，云端服務定義，虛擬化云端發布管理，資源提供商定價等等。對下述虛擬化資源，根據用戶的要求來提供各種核心服務和功能。三類用戶，一類是對云服務提供者提供云服務的標準化和測試管理、結構管理等等，對云服務的運行上提供運行管理、系統管理、云服務管理、數據管理、云服務發布管理服務，對云服務請求者用戶提供云服務的任務管理、高性能和調度管理服務等等。再上一層就是應用接口層，也就是說為云制造的應用，接口層主要面向特定的制造領域，提供不同的專業應用接口以及用戶注冊、驗證等等一些通用的接口。最上一層就是應用層，也就是說面向制造業的各個領域和行業，主要用戶通過網站或者各種用戶界面，可以云+終端沒有問題，云+端的時候，終端也可以做很多制造的活動。
有了這個體系結構以后，有五大類關鍵技術，云制造系統的體系結構、運行模式、相關標準和規范，特別是交易共享、互操作的模式。制造資源的云端化的技術，就是要把異構的軟硬兩種制造資源云端化，可以嵌入式云端嵌入，以及制造云服務怎么去建模、分裝、注冊和發布，以及我剛剛說的實際生產加工實驗仿真和經營管理，以及集成作為服務的時候怎么云端化，以及制造云動態技術，主動聚合等等。制造云服務的綜合管理，這里涉及到云端服務的接入管理技術，高效動態的云服務的組建、聚合、存儲方法，云制造服務動態構建和部署分解資源服務的協同調度、優化配置，以及云制造服務提供模式和推廣云用戶的管理、機制等等，還有就是出了問題怎么辦，因此要配置的容錯管理。云制造服務的管理模式和技術，也就是說在全生命周期活動，協同管理的時候，業務流程如何來干，多用戶、多目標怎么去做，成本策略等等運營策略，以及各種各樣的信用管理機制等等，屬于管理模式和技術。云制造安全和可信。
云制造初步研究結果，記得去年的時候我曾經說過云仿真，現在我們已經擴展到云制造，云仿真平臺里有資源層，以及面向云仿真的服務層和門戶支撐工具層、應用層組成，當然每一層都有安全問題。為了實現這個東西，相應在門戶層里有問題怎么求解環境，要建立可視化門戶，普視化門戶，項目怎么進行管理，面向云仿真服務層里，有具有Web異構的東西連在一塊，有一個國際標準，里面有一個平臺，我們要把它搬到Web上面去。以及基于Web和網格資源的技術，以及它的服務調度，自動組合和容錯遷移，出了問題要移動，以及資源層各種各樣仿真資源的虛擬化和相應的安全體系等等。
怎么把云仿真平臺用到協同設計。眾所周知要從模型角度來說，還有起落架控制模型，起落架多啟動模型。為實現這個東西，需要各種各樣的工具，我手頭沒有怎么辦？我們現在構成了一個中心，這個仿真中心里面有高性能計算機，以及有很多硬件和軟件，同時又一個云+端的使用模式。
舉例：一開始就是基于資源虛擬化技術，包裝和各類仿真模型，要軟件，以及要硬件，所以我們先做在一個高性能計算機集群上，然后虛擬化。用戶在我這個平臺上，在門戶上面注冊，同時能夠自動提出問題，這個平臺自動把你虛擬化東西調到硬件、軟件的地方，構成你所需要的仿真系統。緊接著用戶在這個門戶上應用我們異構的(HAITI)來實現剛才異構的應用軟件之間的協同運行，來解決好我們起落架的實際問題。這里要強調，是異構的系統，不是一般的問題甩到那兒去就行了。
小結：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、學界多方面的聯合和共同努力。云制造是云計算理念在制造業體現和發展，它為制造業信息化實際生產管理服務，提供了嶄新的理念和模式。我這個例子說明云計算不僅僅是計算資源的協同、共享，如果要用到各行各業，比如我們制造業，還需要結合各制造業行業的特點，比如我們制造資源、制造協同等等都有自己特殊的問題，需要引起我們充分的注意。謝謝大家！
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