11月30日消息，由工信部电子科技情报所和计算机世界共同举办的2013年度中国IT两会今天在北京万豪酒店二层大宴会厅举行。

以下为中国工程院院士李伯虎做关于云制造的主题演讲。

主持人：感谢洪所长的精彩致辞，传统产业IT化的时代正在到来，我们看到一些行业走在前面。今天就非常荣幸的请到中国工程院院士李伯虎先生带来关于云制造的主题演讲，有请李院士。

李伯虎：各位早上好，很荣幸参加无边界IT创新，我这个题目是产业IT，就是制造领域可能把IT跟制造结合起来，提出一种我们叫云制造，一种制造业信息化的新模式和新手段。大会要求我用25分钟的时间跟大家汇报一下。实际上我这个发言是我们一个很大的团队叫云制造技术研究项目，这个项目组由北京航空航天大学，北京仿真中心、重庆大学制造工程研究所、武汉理工大学等28个单位40个课题组，历时三年多所做的一些成果，向大家简要的汇报一下。

这些是主要的PPT的贡献者，我这里讲的制造的含义是大制造，传统的制造就是产品架构和活动的过程。产品覆盖过程覆盖面大，涉及到产品全生命周期的活动，从需求论证，一直到报废。第二大就是这个制造活动可以在企业内部，企业之间以及到全球。第三个大，理论上来说，它覆盖了离散制造业，流程制造业，混合制造业。那么，大家知道我们国家许多制造业附加值比较低，毛病在哪儿？企业的产品开发和服务这两方面的竞争能力低，特别是目前有很多企业能耗高，环境污染严重。所以，实际上宏观上讲，我们国家制造业正面临一个从价值链的低端向高端过渡，从制造大国向制造强国，从中国制造向中国创造转变的关键历史时期，核心问题就是要培育新型的制造模式和手段。

工程院有一个大的咨询报告，这里面谈到我们中国要变成制造强国，整个的对策，它的建议是创新驱动，质量为先，绿色发展，结构优化。那么，其中很重要一条就是要搞制造业的信息化。实际上我们国家863开始我们就一直在做制造业信息化的工作。那么，什么叫制造业信息化，我做了好几十年了，我的体会是这样，它本身是一个系统工程，是我们中国制造向中国创造转变的一个战略举措。它的指导思想变了好几次，目前的指导思想就是工业化和信息化两化深度融合。它的实现途径就把信息技术，建模仿真，现代制造，系统工程和产品有关的专业技术这五类技术融合运用于产品的全系统，全生命周期，实现可持续发展的新模式和新手段。具体工作内容就是通过上述技术手段，使得企业或者集团的全系统，全生命周期中间再先进的地方也少不了人组织，经营管理，设备等要素，你必须有信息、物、知识、资金、服务五个流程。很多专家认为，制造业信心和核心是素质化、网络化、智能化，实现集成、协同、敏捷、服务和绿色。那么，我们这个团队在09年就提出了云制造的理念，经过三年的时间我们认为它是一个从制造大国向制造强国迈进的制造信息化的一种新模式和新手段。

下面，我就说到底什么叫云制造，它里面的内涵是什么，以及等于的一些技术。我们经过很多次的变化，我们目前是这样，提出云制造是基于各种各样网络，互联网、物联网、电信网、广电网，无线、泛在网，它就是融合发展现有的信息化制造，也就是信息化设计、生产、实验、仿真、管理、集成这些技术，以及新型的信息技术，比如云计算、物联网、建模仿真、智能科学、高效能计算，大数据、电子商务等等，以及制造领域的技术融合并且发展，把各种制造的资源和制造的能力虚拟化、服务化以后构成一个制造资源和制造能力的服务云池，使得用户通过网络和我们这个云制造平台能够随时按需获取制造资源和能力服务，进而智慧的完成其制造的全生命周期服务。

具体来说，这个云制造概念模型就是有制造能力、制造资源，有制造云池，有制造全生命周期活动，一个核心支持就是知识和智慧，为了达到给制造资源的提供者和服务者和运营这进行服务，它必须有接入和接出两个过程。具体来说，这个云制造系统包括资源能力层，上面云制造平台服务层，这个服务平台层里面首先包括感知接入，通信，然后虚拟的资源能力层和云池，然后核心服务，包括虚拟资源的能力管理，知识模型的数据管理，系统的构建管理，系统的运行管理，系统的服务评估。那么，各个企业可以根据这些东西集中组成它的技术服务。再上面就是对三类用户提供一个用户层，上面就是四类应用模式，我下面会说。

所以，实际上云制造系统简单的说就是一种基于各类网络组合的人、机、物、信息融合的新型制造互联网。具体来说，利用云制造这样的信息技术就构成制造互联网，把制造技术、应用领域技术和信息技术结合就构成云制造本身有一个技术体系，首先就是总体技术，包括商务模式，体系结构，标准规范和系统集成技术。紧急着就是资源、能力感知，包括各种各样的感知器，感知数据的云集、分析和处理。包括网络构建怎么构建，以及一些智能的感知系统等等。再下面第三种就是资源、能力的虚拟化、服务化，怎么样统一描述这个模型，把资源和能力，这个服务化的封装和发布，以及综合管理等等。第四类技术就是有了虚拟化、服务化以后，我们就根据用户虚拟化的制造服务环境的构建和管理，包括调动优化，构建方法，运行管理模式等等。然后下面就是运行，虚拟化的优化配置，存储管控以及组合机制和算法，以及虚拟资源方面的管理。下面就是评估技术，对它整个的效益、安全以及环境的综合各方面都要进行评估。再下面就是可信，一定要安全，再下面就是知识、模型的数据管理技术，各种各样的知识，互联描述，包括大数据的分析和管理，这都属于知识模型数据管理技术。然后普适的人机交互技术，服务平台的应用技术和信息制造技术，这本身就是一个大的体系，再一个是产品服务，售前、售中、售后，所以云制造技术体系本身是把三类技术融合起来构成一个12类一个完整的技术体系。

那么，刚才我讲了，这个信息化制造技术体系它本身是12类云制造技术里面的一种，它本身就是一个综合性的技术体系，它有它的总体技术，信息化制造系统，以及支撑环境，产品设计，加工生产装备，经营管理决策和实验等等。特别是3D打印，3D打印是以数字模型文件为基础，运用粉末状的可承接，可粘合的材料，采用分层加工，叠加的方式，形成3D的技术，它本身是信息材料生物控制的综合技术。它的优点就是无需机械加工，极大的缩短周期，提高效率。实际上它本身也在发展，它目前是控制物质形状，第二是控制物质的构成材料，第三是控制物质的整个行为。所以，我们认为以它为例把3D打印这样一个生产管理制造技术和云制造结合以后，就能够融合实现个性化的，社会化的制造。

那么，云制造技术本身有什么技术特征？我们归纳起来有六个特征。首先，就是制造资源和能力数字化，就是把制造资源和能力的属性和静态、动态行为等信息要转变为数字数据模型以进行统一的分析、规划和重组处理。第二、把制造资源和能力和数字化技术结合以后，形成一个用数字化技术控制、监控、管理的制造资源和能力，比如数控机床，机器人，管理软件等等。第二个特点就是互联化，就是要把物联网和CPS技术，就是信息物理融合系统等最新信息技术，把我们的软件制造资源和能力全系统、全生命周期、全方位的透彻的接入和感知，来支持全生命周期的活动。第三个特点就是虚拟化，什么叫虚拟化？就是通过虚拟化技术，可以把物理制造资源可以构成多个相互格力的封装好的虚拟器件，多个物理制造资源和能力也可以组合成一个更大的系统。第三个就是在虚拟化的基础上，在通过服务计算的技术进行封装组合，形成制造活动所需要的按需使用服务。也就是说，通过云制造资源能力的按需组合服务，实现分散资源能力可以集中使用。通过它的按需拆分服务，实现集中资源能力可以分散使用。第四个特点就是资源和能力的协同化，这跟计算不一样，协同是先进制造资源的电信特征，我来自与航天科工，我们这个技术必须要几百家，甚至上千家协同。因此，对它的制造全生命周期就有一个协同的要求。所以，通过协同化技术，在技术层面上，这些云制造服务的模块能够全系统，全生命，全方位的互联互通协同。同时，在这个基础上可以构造所谓虚拟的企业组织。最后一个就是制造资源和能力的智能化，就是通过智能化的技术来支持整个系统两个智能化，一个是制造全生命周期活动的智能化，一个是制造资源能力本身有一个生命周期，从它的结构件一直到完，所以为这两个生命周期服务。这就是目前云制造系统跟以前的信息化系统有什么不同，在这六化上。那么，云制造服务对象是制造企业的用户和制造产品的用户这两个用户。具体的服务有认证、设计、生产、加工、实验、仿真、经营管理。产品出来以后，运营、维修、集成都是服务。它的特点也就是说按需动态架构，互操作，协同，网络化的异构融性的横向纵向的集成，超强、快速、无限能力，全生命周期的智慧制造，这就是云制造技术的服务特点。

我们说它是云计算的落地和延伸，从IT边界出去。什么意思呢？在三个方面，就是在服务的内容方面拓展了，在服务的模式方面拓展了，在支撑技术上拓展了。首先云计算共享的资源是计算资源，IaaS、PaaS、SaaS，云计算共享的资源除了IaaS、PaaS、SaaS，还有它的模型技术，还应该有机床、机器人、加工中心，仿真实验室等等。能力，它的认证、设计、生产、仿真、运营、管理这些专业活动，它里面的人力知识都可以作为一种能力外包。所以，它的模式，除了跟计算有共同类似，提交作业，操作计算资源等等服务以外，我们现在还需要交互协同全生命周期的制造服务。

因此，它的支撑技术不仅仅是云计算，还要有物联网技术，有服务计算技术，接入仿真技术，智能化技术，智能科学技术，高效能计算技术，大数据计算，电子商务技术，以及信息制造服务，当然制造基础它是一个基础技术。由于时间关系不展开，大家有兴趣，我们分别对上述10项服务，20项技术，在我们云制造技术里面起什么作用都有一个分析。

因此，云制造是制造业信息化发展的一种新模式。它的模式就是由原来生产型为主向生产+服务型为主的网络化、协同化、敏捷化、绿色化、服务化、智能化方向发展。它的手段也就是它的系统，它是智慧化的，体现在刚才我说的数字化、物联化、虚拟化、服务化、协同化和智能化。所以，它是制造业信息化的一种新模式和新手段。那么，我们认为制造业信息化是往集成化、协同华、网络化、敏捷化、服务化、绿色化、智能化方向上发展，需求从60年代的质量成本到90年代的时间加进去了，到上面服务加进去了，到现在知识加进去了。它的支撑手段也是不断在发展，由于时间关系不展开了。所以，从这张图也可以看出，在需求牵引，技术推动的指导路线下，我们的云制造是智慧制造的一种，当然智慧制造里面还有数字化工厂，智能制造单元和智能制造设备、装备等等。

那么，工业4.0大家都知道，2013年德国正式提出。我们跟它比较了一下，工业4.0提出制造模式是全价值链的横向延伸，端到端的数字化集成，纵向集成，实现网络化的智能制造。我们刚才提的制造全生命周期的智慧化，就是六化制造，实现产品加服务为主导的随时随地按需个性化、社会化的制造。它的手段是基于物联网和互联网服务联网的智能化生产系统及智能工厂。而我们是基于泛在网络的制造系统。它的支撑技术，CPS、嵌入式、物联网等等，而我们是我刚才说的有十大技术，云计算、物联网、服务计算等。它是制造业信息化的一种新模式和新手段。

云制造技术应用与产业的现状，2010年云制造的研究得到科技步863计划的支持，联合产学研用等50个单位，以集团级和中小企业的云制造应用为背景，在关键技术、支撑平台及应用技术方面都开展了研究。明年将要在ASM议会上专门有一个云制造的专题。欧盟第七框架，刚才我说的7月份验收了，它下一期计划里面正式提出了承认云制造是一种模式，基于这个模式来进行它的制造云的工作。

3D打印有一本书叫《3D打印：从想象到现实》，它里面提到云制造是一种取代大规模生产的新的生产方式，它举了一个例子，蚂蚁工厂，由3D打印技术和新型设计技术推动的未来商业模式之一是云制造。它举蚂蚁工厂，打一台摩托车一下就造出来了，可能工厂用3D打印制成，当然必须有物流系统的配合。不管怎么样云制造在国际上也开始有一些流行。我们目前应用初见成效，在面向航天复杂产品的集团，在面向轨道交通装备集团，以及支持企业业务紧密合作中小企业云制造都得到了初步的应用，目前正在佛山、襄阳等智慧城市中开展智慧制造的规划和实施。产业刚刚起步，产业包括工程、服务，现在基本上没有，所以还需要各方面的共同努力。

本来我这个片子是两个小时的，里面关于我们这个团队在云制造技术方面，就是刚才说的12项技术的一些成果，因为时间关系只有25分钟，所以我还有10分钟时间，不能再讲了。大家有兴趣我后面有参考文献。

下面举点例子。我们做了两个集团，首先讲讲我们自己，我们开发了一个云制造服务平台，然后构建了一个云制造的服务系统，这是一个制造云，把我们现在前期的当时有一个高性能计算100万次这么多存储资源，以及10多种300套的机械、电子、控制等多学科大型设计分析软件及其许可证资源都集成进去，把总装联厂都集成进来。这是整个的架构，里面有三层，下面是基础的资源层，资源的能力，平台层，应用层，这是整个部署图。我们攻克了一系列的关键技术，我们做了四种模式，如下图。我们相应在敏捷化、服务化、绿色化、智能化方面都取得了一定的成效，比如举这个例子，这是一个虚拟起落架的启动，包括四种模型，包括四种工具，高性能云制造平台就能够构建。因为我们首先把各种各样应用软件已经虚拟化、服务化了，你在终端上提出你的要求，我这个平台就能够自动把相应的东西装到你这个所需要的里面，构成一个虚拟化的你所需要的一个平台，然后你就在这上面，利用我们做的高性能RTI多学科协同设计的一个平台，就能很快把这个起落架设计出来。

在中小企业集团，中小企业工艺级别耦合是一个大问题，而且有很多外部资源管理需要各地方配置。怎么办？开发了一个平台，而且提出了一种基于社交网络模型的多主体的资源交互和协调方式，提出龙头企业带动供应链上游的商业推广的形式，建立这个中心，2012年收入1189万。在虚拟化、服务化、协同化、智能化、知识形成都有所成效。现在说到智慧城市，智慧城市我们现在做的是智慧制造，智慧物流这部分。也就是说，要实现数字化、网络化、智能化的智慧化的制造的集成和优化。那么，我们在城市里面为了提高企业竞争能力，转变它的经济增长方式，在“一把手”的支持下，支持建立云制造交易中心、服务中心、运营中心，把本地的资源和能力都要集成进来，延伸我们的产业链，实现转型升级。资源共享，产业链对接，交易和业务操作，这就是我们开发的平台。这就是佛山基于这个平台将要从产业链建到两化融合。这是我们开发的天智网，里面可以对企业服务，也可以对个人服务，有资源能力服务，有全产业的在线协同，已经有400多个企业进来，如果一个企业有5个用户，那就是2000用户，我们在年底要争取到5000个用户。一体化服务就是把信息流、资金流、物流、服务流、知识流进行集成，就是一站式的配套服务。行业比如以汽车为例，很复杂，过去它的组织方式不太好，经过我们的云制造模式，时间缩短了，成本降低了，效率提高了，质量提高了。通过云制造平台把这些东西就集成了。下面我提出任务以后有一个总承包商，它就把刚才的问题交给设计，马上给各个制造单位集成，很快就做出来了。

云制造进一步的工作有一些什么？我们现在已经取得了阶段性的成果，提出了一些东西，攻克了一些技术，论述了两个拓展，实施了2个集团企业和2个中小企业群的云制造。外国人也在做，所以我们还是有我们中国的特色，就是突出了应用需求牵引云制造系统的建设，突出了新一代信息技术，大制造技术和产业专业技术的融合，突出了工业化、信息化、城镇化同步发展为主线，突出了发挥政、产、学、研、用的团队力量。当前的云计算我们也认为必须要把应用技术、信息技术、云计算技术和专业技术深度融合来实现真正制造领域里面的一个提高。

那么，进一步工作，首先阶段成果的工程化、产业化，很荣幸听到工信部现在有工业云的创新行动计划，准备在10个省市重点示范和制造，当然我们会积极参加。同时，实际上里面有很多东西可以做，面向两类用户，特别是重视产品服务有关的基础，产品售前、售中、售后服务的有关技术比较差，我们的能力协同和能力交易有关的基础，还有需要加强推广和宣传。融合3D打印技术和云制造技术，重视加强标准技术与安全技术的发展，结合各个行业与企业，创造有特色的商业模式，还有需要政府引导，加快形成知识技术产业的应用的技术体系。在云制造实施的时候一定要围绕转变经济增长方式，增强企业竞争能力，走良性循环发展的路线。系统建设带动技术产品研发，技术产品的发展进一步促成系统的发展。谢谢我们团队，也谢谢大家的参与，谢谢！