云制造服務研究概述

劉雨

【摘要】由于全球經濟的快速發展，我國制造業面臨著從生產制造向服務型制造轉變的巨大轉變，為了克服制造業“物聯”不足的缺點，云制造概念應運而生，本文介紹了云制造架構、原理、應用方向和云制造的未來。

【關鍵詞】云制造;孤島;架構;原理;應用方向;未來

1.引言

經濟全球化的不斷深入發展促使我國的制造業由生產型制造向服務型制造轉變的巨大轉變，當“物聯”不足的制造領域卻存在著極其大的阻礙了轉變的速度。為了能夠快速高效的整合社會制造業資源并提高制造業的協作能力，云制造概念應運而生。

云制造最初是由中國學者李伯虎、張霖、陶飛等[1]提出。借鑒“云計算”的先進理念，并結合物聯網、虛擬化等先進技術，將廣泛分布在全球各地的制造資源和制造能力封裝成制造云服務，并通過云制造平臺對其進行統一的優化管理和經營。許多學者也多云制造進行了深入的研究：在內涵及應用方面，清華大學范文慧等[2]針對多個云制造平臺間的異構和不相容問題，提出了基于聯邦模式的集成框架，重慶大學尹超等[3]面向中小型企業提出了云制造服務平臺共性關鍵技術體系框架;在關鍵使能技術方面，北京航空航天大學羅永亮等[4]針對云制造資源虛擬化的相關技術、制造能力建模的相關技術、云制造中制造資源的定位技術進行了相關的研究。

2.云制造架構

（1）物理資源層

物理資源層又稱為P-Layer，是由現實世界中的各種實際資源組成。這些物理資源可通過嵌入式云終端技術、RFID技術等接入到網絡中，從而為云制造服務提供實實在在的物理基礎。

（2）資源層

資源層又稱為R-Layer，是云制造中由物理資源層通過計算機技術虛擬而來的虛擬資源層，物理資源必須經虛擬服務技術稱為虛擬資源，然后虛擬資源發布到云制造服務中心才能被實際的調用并運行。資源層的功能包括：云端接入技術、云端服務定義、虛擬化、云端服務發布管理、資源質量管理、資源提供商定價與結算管理、資源分割管理等。

（3）云制造服務層

云制造服務層又稱C-Layer，是云制造服務的注冊中心，該層匯集了服務提供商注冊的各種虛擬云制造服務從而形成了一個龐大的云制造虛擬資源數據中心。

（4）核心服務層

核心服務層又稱S-Layer層，顧名思義這層是云制造服的核心部分，該層主要面向云制造三類用戶（CSP、CSD、云服務運行商）對制造云服務的綜合管理提供各種核心服務和功能，包括：面向CSP提供云服務標準化與測試管理、接口管理等服務;面向云服務運行商提供用戶管理、系統管理、云服務管理、數據管理、云服務發布管理服務;面向CSD提供云任務管理、高性能搜索與調度管理服務等。

（5）應用接口層

應用接口層又稱P-Layer，該層主要是對不同的用戶提供可以調用的接口服務，其中也包括用戶注冊和驗證之類的輔助接口功能，該層接口集合。

（6）用戶層

用戶稱又稱U-Layer，該層面向實際的不同的制造業領域和行業。該層將應該接口層的接口分門別類的應用于不同的形式，比如云服務網站、各種用戶終端等。有了這一層，用戶可以通過不同的形式方便的調用云制造服務。

3.云制造的運行原理

在云制造服務系統中主要由三種角色：云制造資源提供商、云制造服務中心和云制造服務使用者。云制造資源提供商將對制造業資源進行感知并虛擬化后將資源已虛擬資源的形式提供給云制造服務中心;云制造服務中心將注冊云制造資源提供商的的虛擬資源，然后把這些資源進行分類，把這些虛擬資源按照實際的制造業的不同需求提供相應的動態調用的接口;云制造服務使用者按照自己制造任務要求在云制造服務中心查找需要的服務，然后像云制造服務資源提供商調用這些服務。這其中云制造服務中心起到了連接云制造資源提供商和云制造服務使用者的作用。具體情形如圖1所示：

圖1 云制造的運行原理

4.云制造的應用方向

（1）面向大型企業的研發能力服務平臺的應用

很多大型企業都有自己的研發團隊和研發資源，利用云制造服務技術整合企業內部的計算資源、軟件資源、數據資源和人才資源。這樣可更有效的發揮這些資源在研發上的作用，也可以為企業下屬部門或子公司提供更好的技術能力、軟件和數據支持。這樣就能讓企業更具有活力和發展動力。

（2）面向區域性加工資源共享服務平臺的應用

中國是目前世界上擁有制造業資源最多的國家，但卻同時存在這制造業資源分散和利用率不高的問題。利用云制造服務技術將制造業資源虛擬化然后接入云制造服務，能夠使這些分散閑置的資源得到充分的利用，促進區域制造業資源利用的高效共享和優化配置。

（3）面向制造業中小企型業的應用

我國許多中小型制造企業缺少資源缺少人才，想要發展卻困難重重。而一些大企業人才、資源充足卻有時不能得到利用。采用云制造服務技術把大企業的制造業資源虛擬化為云制造服務，有償租用給中小企業，這不僅能促進中小企業的發展也解決了大企業資源閑置的問題。

（4）面向建立物流拉動的現代制造服務平臺

針對我國制造業物流成本高等現狀，利用RFID、網絡、物流優化等技術，研究整機制造企業、零部件制造企業和物流企業的多方協作模式和第三方服務模式，建立物流拉動的現代制造服務平臺，為制造業整機制造企業、零部件制造企業和物流企業協作提供服務，促進制造業發展。

5.云制造的未來

云制造為制造業帶來了一種新的制造模式和理念。它可以有效整合社會化存量資源，提高資源利用率，降低能源消耗，減少排放，促進企業協作，加快企業需求反應能力，實現制造的敏捷化、服務化、綠色化和智能化。研究云制造服務問題，對于優化資源配置、促進企業協作、提高企業競爭力具有十分重要的意義。云制造服務的順利實現是構建云制造服務平臺的基礎，它將為振興我國制造業，提高企業經濟效益發揮不可估量的作用。

參考文獻

[1]李伯虎，張霖，王時龍，等.云制造——面向服務的網絡化制造新模式[J].計算機集成制造系統，2010，16（1）：1-7，16.

[2]范文慧，肖田元.基于聯邦模式的云制造集成體系架構[J].計算機集成制造系統，2011，17（3）：469-476.

[3]尹超，黃必清，劉飛，等.中小企業云制造服務平臺共性關鍵技術體系[J].計算機集成制造系統，2011，17（3）：495-503.

[4]羅永亮，張霖，陶飛，等.云制造模式下制造能力建模關鍵技術[J].計算機集成制造系統，2012，28（7）：1357-1367.