把各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成服務(wù)云池，企業(yè)通過終端和網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)云池，就能隨時按需獲取想要的制造資源和制造能力，服務(wù)于自己的制造流程。中小制造企業(yè)不用再擔(dān)心軟硬資源和技術(shù)經(jīng)驗積累不足，想制造什么產(chǎn)品都能在“制造云”里找到支持，制造業(yè)將因此整體步入個性化、智慧化的制造階段，實現(xiàn)革命性的跨越發(fā)展。這不是憑空想象，而是正在到來的現(xiàn)實。

兩年前的德國漢諾威工業(yè)博覽會上，出現(xiàn)了“工業(yè)4.0”，也就是第四次工業(yè)革命的概念。其主要內(nèi)涵包括：未來，“工業(yè)4.0”將首先從兩個方向展開，一是“智慧工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn);二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。德國政府為此投入兩億歐元，欲借助推進“工業(yè)4.0”，在新工業(yè)革命中占領(lǐng)先機。而在此之前的2010年8月，歐盟已經(jīng)啟動了“制造云(ManuCloud)”項目，目的是在一套軟件即服務(wù)(SaaS)IT系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)層和工廠、流程層的柔性化，為用戶提供按需配置的制造能力服務(wù)。2013年7月，該項目一期通過驗收，項目二期也已立項，將在光伏、有機照明、汽車等產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用。

但事實上，中國比歐洲出手更早，2009年，中國工程院李伯虎院士帶領(lǐng)的研究小組便率先提出了“云制造”的理念。開始探索如何在制造業(yè)中將云計算等新興信息技術(shù)與已有的信息化制造技術(shù)深度融合，以提高我國制造企業(yè)競爭能力的問題。目前，從科研層面言，“云制造”研究團隊以制造中的“設(shè)計”與“仿真”為突破口，已逐步取得一系列學(xué)術(shù)成果。同時，也有一些企業(yè)和城市在參與或者引入“云制造”模式，期待盡快找出切實可行的方案讓“云制造”實現(xiàn)大規(guī)模落地，讓這種新型的智慧制造模式為“中國制造”服務(wù)。

制造業(yè)升級時不我待

微笑曲線是宏碁集團創(chuàng)辦人施振榮于1992年提出的著名商業(yè)理論，指在產(chǎn)業(yè)鏈中，附加值更多體現(xiàn)在兩端：設(shè)計和銷售，而處于中間環(huán)節(jié)的制造附加值最低。令人尷尬的是，盡管“中國制造”名頭響亮，但目前我國許多制造企業(yè)都處于微笑曲線的最下端，干著最苦最累的活，掙著少得可憐的血汗錢。

全球戰(zhàn)略預(yù)測智庫Stratfor公司在最新發(fā)布的報告中指出，“憑借低工資征服全球市場的中國發(fā)展時代正在終結(jié)”，因為如今出現(xiàn)了其他工資更低并在制造方面具備有利條件的國家，例如包括印度、越南、肯尼亞等，它們都在挑戰(zhàn)中國的“世界工廠”地位。無論這一判斷是否危言聳聽，中國制造轉(zhuǎn)型升級的壓力越來越大卻是顯而易見的事實。

“中國制造業(yè)長期依賴高投入、高消耗，發(fā)展不盡合理，還同時還存在核心技術(shù)缺失、區(qū)域發(fā)展不平衡的深層次矛盾。”工業(yè)和信息化部總經(jīng)濟師周子學(xué)表示，中國制造業(yè)必須在創(chuàng)新驅(qū)動、集約高效、內(nèi)生增長的基礎(chǔ)上，提高整體可持續(xù)發(fā)展能力，而當(dāng)下正是攻堅時期。

持續(xù)的創(chuàng)新能力不足是中國企業(yè)普遍的缺陷，中國制造要想從價值鏈低端走向中高端，就必須培育新型制造模式和手段。“這主要得靠滿足制造企業(yè)最短的上市時間(Time)、最好的質(zhì)量(Quality)、最低的成本(Cost)、最優(yōu)的服務(wù)(Service)、最清潔的環(huán)境(Environment)和基于知識(Knowledge)的創(chuàng)新，即TQCSEK競爭的需求來實現(xiàn)。”李伯虎說，未來5～10年，中國制造業(yè)發(fā)展要攻克的就是這些具體難題，一切將圍繞著提高企業(yè)的競爭力而展開。

而從外部環(huán)境看，尋求更先進的制造模式是國際制造行業(yè)的大趨勢。一位德國電子類企業(yè)的高管透露，為了“工業(yè)4.0”的目標(biāo)，德國正在努力設(shè)計未來工業(yè)生產(chǎn)中的自動化結(jié)構(gòu)，以開發(fā)能夠完全適應(yīng)生產(chǎn)的設(shè)備，這種適應(yīng)性將使德國企業(yè)面對客戶的需求變化時，能迅速、輕松地做出響應(yīng)，并保證其生產(chǎn)具有競爭力，滿足客戶的個性化需求。制造企業(yè)的所有元器件將來可通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接在一起，彼此相互溝通，而企業(yè)將不再自上而下地控制生產(chǎn)，信息會沿著原材料傳遞，指示必要的生產(chǎn)步驟，從而確保最終產(chǎn)品滿足客戶的特定需求。這種生產(chǎn)制造的靈活程度無疑代表著制造業(yè)未來的發(fā)展方向，也預(yù)示全球制造行業(yè)將迎來技術(shù)升級的激烈競爭。

顯然，在傳統(tǒng)制造強國加碼制造業(yè)升級的氛圍下，中國制造更需快馬加鞭，迎頭趕上。#p#

制造業(yè)的云計算

中國很大一部分制造企業(yè)都是中小型企業(yè)，它們?nèi)狈募夹g(shù)到生產(chǎn)資料，從資本到營銷及人才等一系列資源，而且很難具備資源整合的能力。但現(xiàn)在的競爭環(huán)境，卻要求中小企業(yè)具備這些能力和資源，這樣才能降低經(jīng)營風(fēng)險，拓展自己的市場，收獲財富。如果能將廣大制造企業(yè)需要的各類資源和制造能力集中于一個平臺，通過網(wǎng)絡(luò)化方式組織供應(yīng)一系列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和可共享的服務(wù)，那么許多制造企業(yè)頭疼的TQCSEK問題就能解決了，制造行業(yè)也能夠因此而整體向前推進。這就是“云制造”理念構(gòu)建的基礎(chǔ)。

所謂“云制造”，就是一種基于網(wǎng)絡(luò)(如互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)等)的、面向服務(wù)的智慧化制造新模式。它融合與發(fā)展了現(xiàn)有信息化制造(信息化設(shè)計、生產(chǎn)、實驗、仿真、管理、集成)技術(shù)及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)計算、智能科學(xué)、高效能/性能計算、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)，將各類制造資源和制造能力虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成制造資源和制造能力的服務(wù)云池，并進行協(xié)調(diào)的優(yōu)化管理和經(jīng)營，使用戶通過終端和網(wǎng)絡(luò)就能隨時按需獲取制造資源與能力服務(wù)，進而智慧地完成其制造全生命周期的各類活動。其中，所謂的制造業(yè)“全生命周期”，是指從產(chǎn)品的市場需求論證、設(shè)計、加工生產(chǎn)、試驗、運行、維護到最終的報廢處理的整個大制造的過程。而云制造的服務(wù)對象包含兩類用戶：制造企業(yè)和制造產(chǎn)品。

簡單來說，理想化的“云制造”模式，就是利用網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)平臺，按用戶需求組織網(wǎng)上的制造資源、制造能力，為用戶提供各類制造服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò)化制造新模式。這里的制造資源主要包括計算資源，如存儲、運算器、網(wǎng)絡(luò)、平臺、軟件等，和“硬”制造資源，如機床、加工中心、計算設(shè)備、仿真設(shè)備、試驗設(shè)備等各類制造硬設(shè)備，以及“軟”制造資源，如制造過程中的各種模型、數(shù)據(jù)、軟件、信息、知識等;制造能力是指制造過程中有關(guān)的論證、設(shè)計、生產(chǎn)、實驗、管理、集成等能力。也可以說，云制造就是制造業(yè)的云計算，是云計算在制造領(lǐng)域的落地與延伸。

北京市云制造平臺與服務(wù)工程技術(shù)研究中心技術(shù)委員會主任、北京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院副院長張霖教授強調(diào)，云制造技術(shù)集成了很多新興的信息技術(shù)，但并不是這些技術(shù)的簡單堆積。在云制造模式中，云計算技術(shù)為制造所需的各類信息的智能處理和決策提供了使能服務(wù)和新制造模式;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為制造領(lǐng)域中各類物與物之間的互聯(lián)和實現(xiàn)制造智慧化提供了使能技術(shù);高性能計算技術(shù)為求解復(fù)雜制造問題和開展大規(guī)模協(xié)同制造提供了使能技術(shù);服務(wù)計算技術(shù)為快速構(gòu)造虛擬化制造服務(wù)環(huán)境提供了使能技術(shù);智能科學(xué)技術(shù)為制造資源/能力的智能化提供了使能技術(shù);大數(shù)據(jù)技術(shù)為云制造全生命周期活動的精準(zhǔn)化、高效化、智能化提供使能技術(shù);而信息化制造技術(shù)是云制造的基礎(chǔ)技術(shù)。所有這些技術(shù)融合發(fā)展，交互作用，為制造業(yè)的全生命周期服務(wù)。具體而言，云制造有4種服務(wù)模式：一是支持單主體/用戶完成某階段(如設(shè)計)制造;二是支持多主體/用戶協(xié)同完成某階段制造;三是支持多主體/用戶協(xié)同完成跨階段(如跨設(shè)計與生產(chǎn))制造;四是支持多主體/用戶按需獲得制造能力。

由此可見，云制造的覆蓋范圍很廣，但如果在制造行業(yè)里，僅是企業(yè)的IT部門使用了云計算技術(shù)，并不能稱之為云制造。只有把云的理念滲透到制造業(yè)的核心業(yè)務(wù)直至全生命周期，并把制造資源和制造能力最大程度地進行整合，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的自由流通，才是真正的云制造，也才會對制造業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。而由于在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中，云制造能夠?qū)⑿畔?采集、傳遞、加工、處理、應(yīng)用)技術(shù)、建模仿真技術(shù)、現(xiàn)代制造(設(shè)計/生產(chǎn)/管理/試驗及其集成)技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)及產(chǎn)品有關(guān)專業(yè)技術(shù)等融合運用于產(chǎn)品研制的全系統(tǒng)、全生命周期過程，使企業(yè)的人/組織、經(jīng)營管理、技術(shù)設(shè)備及信息流、物流、資金流、知識流、服務(wù)流集成優(yōu)化，因此可以達到增強企業(yè)競爭力的目標(biāo)。這就有望促進中國制造產(chǎn)業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)型向產(chǎn)品生產(chǎn)加服務(wù)型轉(zhuǎn)變，從價值鏈低端走向高端，從制造大國走向制造強國。#p#

落地仍待加強

2010年，“云制造”的研究被科技部列入863計劃，相關(guān)產(chǎn)、學(xué)、研、用的28個單位聯(lián)合在云制造的關(guān)鍵技術(shù)、支撐平臺和應(yīng)用技術(shù)方面展開研究和實踐，云制造被重點應(yīng)用在航天、軌道交通、模具、裝備、服裝、柔性材料等行業(yè)，得到了一定的成果。

中國航天科工集團第二研究院(航天二院)和中國北車股份有限公司(北車集團)是云制造的積極支持單位，這兩個大型集團企業(yè)都研發(fā)構(gòu)建了集團企業(yè)云制造服務(wù)平臺，以航天復(fù)雜產(chǎn)品和軌道交通裝備等重大關(guān)鍵產(chǎn)品制造為應(yīng)用背景，提供論證、設(shè)計、仿真、生產(chǎn)和管理等制造產(chǎn)品全生命周期的多階段服務(wù)。“云制造明顯提升了對航天工業(yè)領(lǐng)域的氣動設(shè)計分析等工作的服務(wù)水平，氣動方案由原先每月一輪縮短為了每周一輪。”航天二院下屬制造企業(yè)的一位車間負(fù)責(zé)人說，云制造模式幫助航天型號產(chǎn)品的數(shù)字化研制能力得到了有效提升，大約一點幾秒的關(guān)鍵飛行環(huán)節(jié)得到了有效的優(yōu)化，大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量。另外在生產(chǎn)成本方面，云制造模式還將主要制造資源的利用率提高了5%，避免了資源閑置和空轉(zhuǎn)以及后繼的重復(fù)購置。北車集團制造一線的工作人員同樣表示，云制造模式實現(xiàn)了庫存管理的集中控制、實時監(jiān)控，加快了庫存周轉(zhuǎn)速度，降低了庫存管理成本并減少資金占用，節(jié)省開支約3000萬元。

圍繞云制造的理念，北京清軟英泰等公司、東莞華中科技大學(xué)制造工程研究院、廣東電子工業(yè)研究院有限公司和杭州愛科電腦技術(shù)有限公司等軟件服務(wù)商則共同打造了面向中小企業(yè)的云制造服務(wù)平臺，支持企業(yè)業(yè)務(wù)緊密協(xié)作和產(chǎn)業(yè)集群協(xié)作，并在模具、服裝和柔性材料等行業(yè)開展了示范應(yīng)用。杭州愛科電腦技術(shù)有限公司的優(yōu)化排料云服務(wù)一度發(fā)展收費會員達228家，提供收費技術(shù)服務(wù)105萬次。另外，云制造還正在佛山、襄陽、武漢等智慧城市的建設(shè)中推廣應(yīng)用，這些城市簽訂了有關(guān)云制造項目的落地和實施的戰(zhàn)略合作協(xié)議，相關(guān)規(guī)劃設(shè)計綱要和實施方案都已完成，相應(yīng)的云制造服務(wù)平臺也開放完畢，進入了應(yīng)用實施和產(chǎn)業(yè)化推廣的階段。“湖北襄陽作為傳統(tǒng)的制造業(yè)大市，制造資源豐富，但制造業(yè)信息化與工業(yè)化融合度較低。”襄陽市一位負(fù)責(zé)人說，“云制造”模式的應(yīng)用推廣，將在襄陽整合、提升、合理均衡布置與使用制造資源和制造能力等方面起到巨大的推動作用，他們對此非常期待。

上述這些應(yīng)用成果表明，云制造模式的確能夠為制造企業(yè)帶來更高效益，可以成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的階梯。然而，云制造與制造行業(yè)的全面結(jié)合仍然看似遙遠。以2012年8月正式上線的“中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺”為例，該平臺具備了制造服務(wù)生命周期的全部功能，包括發(fā)布、查詢、搜索制造資源與能力，智能匹配與推薦、在線交流、在線簽訂合同、在線提供服務(wù)，并可進行服務(wù)評價，甚至集成了第三方支付系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在線支付功能。但是上線以來，在該網(wǎng)頁注冊信息的服務(wù)商并不多，有的分類項目甚至只有寥寥幾個，推廣和落地遠未到位。而云制造的關(guān)鍵用戶——重要的工業(yè)企業(yè)的參與也非常有限，云制造在一些城市中的應(yīng)用落實也還需要時間來檢驗。

對此，航天二院副院長、航天長峰股份公司董事長全春來表示，云制造在推進過程中要涉及制造企業(yè)的不同需求、不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、信息服務(wù)和支付平臺的安全以及知識產(chǎn)權(quán)保護等多重難題，“購買服務(wù)和能力是很復(fù)雜的，不是買件衣服那樣簡單”，這需要花時間去一一解決。而李伯虎表示，云制造的發(fā)展將是長期階段性的漸進過程，不是一蹴而就的項目工程，需要依靠政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)界多方面的聯(lián)合和共同努力，“唯有協(xié)同合作，中國的云制造才能結(jié)出碩果。”但有一點可以肯定，云制造如果能夠順利實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，那么未來的制造企業(yè)就可以像使用水、電、煤、氣一樣使用所需的制造資源和制造能力，它們將因此快速成長壯大，中國制造也將領(lǐng)先制造業(yè)的國際水平。