云制造服务研究概述

刘雨

【摘要】由于全球经济的快速发展，我国制造业面临着从生产制造向服务型制造转变的巨大转变，为了克服制造业“物联”不足的缺点，云制造概念应运而生，本文介绍了云制造架构、原理、应用方向和云制造的未来。

【关键词】云制造;孤岛;架构;原理;应用方向;未来

1.引言

经济全球化的不断深入发展促使我国的制造业由生产型制造向服务型制造转变的巨大转变，当“物联”不足的制造领域却存在着极其大的阻碍了转变的速度。为了能够快速高效的整合社会制造业资源并提高制造业的协作能力，云制造概念应运而生。

云制造最初是由中国学者李伯虎、张霖、陶飞等[1]提出。借鉴“云计算”的先进理念，并结合物联网、虚拟化等先进技术，将广泛分布在全球各地的制造资源和制造能力封装成制造云服务，并通过云制造平台对其进行统一的优化管理和经营。许多学者也多云制造进行了深入的研究：在内涵及应用方面，清华大学范文慧等[2]针对多个云制造平台间的异构和不相容问题，提出了基于联邦模式的集成框架，重庆大学尹超等[3]面向中小型企业提出了云制造服务平台共性关键技术体系框架;在关键使能技术方面，北京航空航天大学罗永亮等[4]针对云制造资源虚拟化的相关技术、制造能力建模的相关技术、云制造中制造资源的定位技术进行了相关的研究。

2.云制造架构

（1）物理资源层

物理资源层又称为P-Layer，是由现实世界中的各种实际资源组成。这些物理资源可通过嵌入式云终端技术、RFID技术等接入到网络中，从而为云制造服务提供实实在在的物理基础。

（2）资源层

资源层又称为R-Layer，是云制造中由物理资源层通过计算机技术虚拟而来的虚拟资源层，物理资源必须经虚拟服务技术称为虚拟资源，然后虚拟资源发布到云制造服务中心才能被实际的调用并运行。资源层的功能包括：云端接入技术、云端服务定义、虚拟化、云端服务发布管理、资源质量管理、资源提供商定价与结算管理、资源分割管理等。

（3）云制造服务层

云制造服务层又称C-Layer，是云制造服务的注册中心，该层汇集了服务提供商注册的各种虚拟云制造服务从而形成了一个庞大的云制造虚拟资源数据中心。

（4）核心服务层

核心服务层又称S-Layer层，顾名思义这层是云制造服的核心部分，该层主要面向云制造三类用户（CSP、CSD、云服务运行商）对制造云服务的综合管理提供各种核心服务和功能，包括：面向CSP提供云服务标准化与测试管理、接口管理等服务;面向云服务运行商提供用户管理、系统管理、云服务管理、数据管理、云服务发布管理服务;面向CSD提供云任务管理、高性能搜索与调度管理服务等。

（5）应用接口层

应用接口层又称P-Layer，该层主要是对不同的用户提供可以调用的接口服务，其中也包括用户注册和验证之类的辅助接口功能，该层接口集合。

（6）用户层

用户称又称U-Layer，该层面向实际的不同的制造业领域和行业。该层将应该接口层的接口分门别类的应用于不同的形式，比如云服务网站、各种用户终端等。有了这一层，用户可以通过不同的形式方便的调用云制造服务。

3.云制造的运行原理

在云制造服务系统中主要由三种角色：云制造资源提供商、云制造服务中心和云制造服务使用者。云制造资源提供商将对制造业资源进行感知并虚拟化后将资源已虚拟资源的形式提供给云制造服务中心;云制造服务中心将注册云制造资源提供商的的虚拟资源，然后把这些资源进行分类，把这些虚拟资源按照实际的制造业的不同需求提供相应的动态调用的接口;云制造服务使用者按照自己制造任务要求在云制造服务中心查找需要的服务，然后像云制造服务资源提供商调用这些服务。这其中云制造服务中心起到了连接云制造资源提供商和云制造服务使用者的作用。具体情形如图1所示：

图1 云制造的运行原理

4.云制造的应用方向

（1）面向大型企业的研发能力服务平台的应用

很多大型企业都有自己的研发团队和研发资源，利用云制造服务技术整合企业内部的计算资源、软件资源、数据资源和人才资源。这样可更有效的发挥这些资源在研发上的作用，也可以为企业下属部门或子公司提供更好的技术能力、软件和数据支持。这样就能让企业更具有活力和发展动力。

（2）面向区域性加工资源共享服务平台的应用

中国是目前世界上拥有制造业资源最多的国家，但却同时存在这制造业资源分散和利用率不高的问题。利用云制造服务技术将制造业资源虚拟化然后接入云制造服务，能够使这些分散闲置的资源得到充分的利用，促进区域制造业资源利用的高效共享和优化配置。

（3）面向制造业中小企型业的应用

我国许多中小型制造企业缺少资源缺少人才，想要发展却困难重重。而一些大企业人才、资源充足却有时不能得到利用。采用云制造服务技术把大企业的制造业资源虚拟化为云制造服务，有偿租用给中小企业，这不仅能促进中小企业的发展也解决了大企业资源闲置的问题。

（4）面向建立物流拉动的现代制造服务平台

针对我国制造业物流成本高等现状，利用RFID、网络、物流优化等技术，研究整机制造企业、零部件制造企业和物流企业的多方协作模式和第三方服务模式，建立物流拉动的现代制造服务平台，为制造业整机制造企业、零部件制造企业和物流企业协作提供服务，促进制造业发展。

5.云制造的未来

云制造为制造业带来了一种新的制造模式和理念。它可以有效整合社会化存量资源，提高资源利用率，降低能源消耗，减少排放，促进企业协作，加快企业需求反应能力，实现制造的敏捷化、服务化、绿色化和智能化。研究云制造服务问题，对于优化资源配置、促进企业协作、提高企业竞争力具有十分重要的意义。云制造服务的顺利实现是构建云制造服务平台的基础，它将为振兴我国制造业，提高企业经济效益发挥不可估量的作用。

参考文献

[1]李伯虎，张霖，王時龙，等.云制造——面向服务的网络化制造新模式[J].计算机集成制造系统，2010，16（1）：1-7，16.

[2]范文慧，肖田元.基于联邦模式的云制造集成体系架构[J].计算机集成制造系统，2011，17（3）：469-476.

[3]尹超，黄必清，刘飞，等.中小企业云制造服务平台共性关键技术体系[J].计算机集成制造系统，2011，17（3）：495-503.

[4]罗永亮，张霖，陶飞，等.云制造模式下制造能力建模关键技术[J].计算机集成制造系统，2012，28（7）：1357-1367.