當(dāng)前，全球制造業(yè)的發(fā)展正在經(jīng)歷深刻的調(diào)整和變革。一方面，發(fā)達(dá)國(guó)家高端制造回流本土和發(fā)展中國(guó)家制造業(yè)低成本優(yōu)勢(shì)，引發(fā)國(guó)際制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)格局面臨重大調(diào)整；另一方面，新一代信息通信技術(shù)快速發(fā)展并與制造業(yè)的深度融合，引發(fā)制造業(yè)制造模式、制造流程、制造手段、生態(tài)系統(tǒng)等的重大變革。與此同時(shí)，中國(guó)正面臨從價(jià)值鏈的低端向中高端、從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)、從中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵歷史時(shí)期。中國(guó)工程院制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略研究提出需要推進(jìn)5個(gè)轉(zhuǎn)型——由技術(shù)跟隨戰(zhàn)略向自主開發(fā)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型再向技術(shù)超越戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型；由傳統(tǒng)制造向數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造轉(zhuǎn)型；由粗放型制造向質(zhì)量效益型制造轉(zhuǎn)型；由資源消耗型、環(huán)境污染型制造向綠色制造轉(zhuǎn)型；由生產(chǎn)型制造向生產(chǎn)+服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型。2013年，工信部已在16個(gè)省啟動(dòng)“工業(yè)云創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”；2015年，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布了“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃和“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，明確提出了中國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的戰(zhàn)略目標(biāo)、指導(dǎo)思想、主攻方向、實(shí)施方針、重點(diǎn)任務(wù)和行動(dòng)綱領(lǐng)。

筆者團(tuán)隊(duì)自上世紀(jì)80年代即介入制造業(yè)信息化研究與應(yīng)用工作，綜觀國(guó)內(nèi)外制造領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展，并基于我國(guó)制造業(yè)信息化技術(shù)與應(yīng)用的成果，于2009年提出了“云制造”的理念、模式、技術(shù)手段和業(yè)態(tài)，并開始了云制造1.0的研究與實(shí)踐。經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，隨著有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、仿真、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全、智能終端等新興信息技術(shù)的智慧化和3D打印、智能化機(jī)器人、智能制造裝備等新興制造技術(shù)的智慧化快速發(fā)展，它們?yōu)榧訌?qiáng)云制造的智慧化提供了技術(shù)支撐。因此，本團(tuán)隊(duì)于2012年進(jìn)一步提出并開始了“智慧云制造”（云制造2.0）的研究與探索，它在制造模式、技術(shù)手段、支撐技術(shù)、應(yīng)用等方面進(jìn)一步發(fā)展了云制造1.0。它是云計(jì)算在制造領(lǐng)域的落地和拓展；是實(shí)施“中國(guó)制造2025”和制造領(lǐng)域的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的一種智造模式和手段。

定義

智慧云制造是一種基于泛在網(wǎng)絡(luò)，用戶為中心，人機(jī)融合，互聯(lián)化、服務(wù)化、個(gè)性化（定制化）、柔性化的智慧制造新模式和新手段。

具體地講，它基于泛在網(wǎng)絡(luò)，以用戶為中心，借助新興制造技術(shù)、新興信息技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)等4類技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)手段，將智慧制造資源與能力構(gòu)成智慧服務(wù)云（網(wǎng)），使用戶通過智慧終端及智慧云制造服務(wù)平臺(tái)，便能隨時(shí)隨地按需獲取智慧制造資源與能力，對(duì)制造全系統(tǒng)、全生命周期活動(dòng)（產(chǎn)業(yè)鏈）中的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息進(jìn)行自主智慧地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、預(yù)測(cè)、決策、控制與執(zhí)行，使制造全系統(tǒng)及全生命周期活動(dòng)中的人/組織、經(jīng)營(yíng)管理、技術(shù)/設(shè)備（三要素）及信息流、物流、資金流、知識(shí)流、服務(wù)流（五流）集成優(yōu)化。進(jìn)而高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、柔性地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶，提高企業(yè)（或集團(tuán)）的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

“智慧云制造”的“智慧”體現(xiàn)在，其中的制造資源、制造能力、制造云平臺(tái)及制造云的構(gòu)成、運(yùn)行、評(píng)估等等方面都具有制造的智慧特征。即“智慧云制造”在制造模式、手段和支撐技術(shù)（智慧化的信息技術(shù)和智慧化的制造技術(shù)）方面都體現(xiàn)了智慧特征。這里的“智慧”強(qiáng)調(diào)了：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)；以人（用戶）為中心的人機(jī)物深度融合；數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化（互聯(lián)化）、智能化的深度融合；工業(yè)化與信息化的深度融合；智慧地運(yùn)營(yíng)制造全系統(tǒng)和制造全生命周期活動(dòng)中的人、機(jī)、物、環(huán)境與信息等方面的內(nèi)容。

特征

智慧云制造系統(tǒng)是基于上述智慧云制造內(nèi)涵所組成的制造系統(tǒng)，它是云計(jì)算提供的IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）在制造領(lǐng)域的落地和拓展。它豐富、拓展了云計(jì)算的資源共享內(nèi)容，服務(wù)模式和支撐技術(shù)，如圖1所示。

筆者團(tuán)隊(duì)還認(rèn)為：智慧云制造系統(tǒng)是實(shí)施“工業(yè)云”的一種智造模式和手段。一方面，它提供了一種新的制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是以用戶為中心，產(chǎn)品+服務(wù)為主導(dǎo)的，制造全生命周期、全系統(tǒng)隨時(shí)隨地按需構(gòu)建與運(yùn)行的互聯(lián)化、服務(wù)化、個(gè)性化、柔性化的智慧制造模式；另一方面，它提供了一種新的制造業(yè)技術(shù)手段，如前所述，制造資源和能力智慧化技術(shù)手段包括“數(shù)字化、物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化、定制化、柔性化、智能化”等八個(gè)特征的技術(shù)手段。

新的模式、新的手段形成了一種新的業(yè)態(tài)——“泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合、自主智慧、萬眾創(chuàng)新”為特征的“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代中的新產(chǎn)業(yè)生態(tài)，如圖2所示。

智慧云制造系統(tǒng)在以下幾個(gè)方面具有較明顯的優(yōu)勢(shì)：其一，構(gòu)成以用戶為中心的人機(jī)物融合智造系統(tǒng)，其中基于泛在網(wǎng)絡(luò)整合人機(jī)物產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，具有巨大的價(jià)值待挖掘和開發(fā)增值服務(wù)；其二，實(shí)現(xiàn)按需、動(dòng)態(tài)、敏捷、柔性地開放/共享智慧創(chuàng)新能力與智慧制造資源，提供“眾智、眾包、眾扶、眾籌”空間，實(shí)現(xiàn)資源共享，能力協(xié)同，利益共贏；其三，智慧云制造能促進(jìn)中國(guó)制造5個(gè)轉(zhuǎn)型；其四，智慧云制造支持個(gè)性化制造/柔性化制造/綠色制造，實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、柔性地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶，提高企業(yè)（或集團(tuán)）的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

值得指出，智慧云制造在促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)型升級(jí)方面的優(yōu)勢(shì)正符合當(dāng)今我國(guó)制造業(yè)發(fā)展對(duì)策的需要。

標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)體系和評(píng)估體系

標(biāo)準(zhǔn)體系

智慧云制造系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系包括基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、總體標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四大類，具體如圖3所示。

技術(shù)體系

智慧云制造技術(shù)體系包含八大類關(guān)鍵技術(shù)（如圖4所示），是實(shí)現(xiàn)智慧云制造所需關(guān)鍵技術(shù)的集合，它為智慧云制造的研究與實(shí)施指明了方向。

針對(duì)構(gòu)建智慧云制造系統(tǒng)，智慧云制造軟件技術(shù)體系包括智慧云制造的系統(tǒng)軟件技術(shù)、平臺(tái)軟件技術(shù)以及應(yīng)用軟件技術(shù)（如圖5所示）。

評(píng)估體系

參考《中國(guó)企業(yè)兩化融合發(fā)展報(bào)告（2015）》，智慧云制造系統(tǒng)評(píng)估體系包括水平與能力評(píng)估、效能和效益評(píng)估兩部分，水平與能力評(píng)估包括基礎(chǔ)建設(shè)、單項(xiàng)應(yīng)用、綜合集成、協(xié)同創(chuàng)新等四個(gè)主要評(píng)估方面；效能與效益評(píng)估包括競(jìng)爭(zhēng)力、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益等兩個(gè)主要評(píng)估方面。如表1所示。

云制造應(yīng)用范例

“航天云網(wǎng)”是中國(guó)航天科工集團(tuán)公司基于本團(tuán)隊(duì)于2009年提出的云制造1.0及2012年提出的云制造2.0（智慧云制造）等制造理念、模式、技術(shù)手段和業(yè)態(tài)，研究開發(fā)成功的一種“智慧制造系統(tǒng)（智慧制造云）”雛形。

“航天云網(wǎng)”由下列3類制造云（網(wǎng)）組成：

“航天（專有）云網(wǎng)”：面向航天科工集團(tuán)自身裝備制造轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略需求，基于航天科工集團(tuán)專網(wǎng)，開發(fā)并成功運(yùn)營(yíng)的面向航天復(fù)雜產(chǎn)品的集團(tuán)公司智慧云制造服務(wù)平臺(tái)/系統(tǒng)，也稱“航天（專有）云網(wǎng)”。該平臺(tái)是首個(gè)央企集團(tuán)級(jí)云制造服務(wù)平臺(tái)/系統(tǒng)。它服務(wù)于航天科工集團(tuán)各類制造企業(yè)和產(chǎn)品用戶的全要素資源共享，以及制造全過程活動(dòng)能力的深度協(xié)同。

“航天（公有）云網(wǎng)”：面向社會(huì)各類大中小制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略需求，基于公有互聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)并成功運(yùn)營(yíng)的國(guó)內(nèi)首個(gè)以生產(chǎn)性服務(wù)為主體的“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”的大型智慧云制造服務(wù)平臺(tái)/系統(tǒng)，也稱“航天（公有）云網(wǎng)”。它服務(wù)于國(guó)內(nèi)全社會(huì)各類制造企業(yè)和產(chǎn)品用戶的全要素資源共享，以及制造全過程活動(dòng)能力的深度協(xié)同。

“航天（國(guó)際）云網(wǎng)”：面向國(guó)際各類大中小制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略需求，基于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)成功的以生產(chǎn)性服務(wù)為主體的“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”的大型國(guó)際智慧云制造服務(wù)平臺(tái)/系統(tǒng)，也稱“航天（國(guó)際）云網(wǎng)”。它服務(wù)于國(guó)際各類制造企業(yè)和產(chǎn)品用戶的全要素資源共享，以及制造全過程活動(dòng)能力的深度協(xié)同。2015年12月，航天（國(guó)際）云網(wǎng)已正式上線。

基于航天（專有）云網(wǎng)的云制造應(yīng)用概況

針對(duì)航天復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新性強(qiáng)、技術(shù)難度大（2000余項(xiàng)專業(yè)技術(shù)交叉融合）、研制周期長(zhǎng)，質(zhì)量、可靠性（適應(yīng)各種嚴(yán)酷環(huán)境）要求高，生產(chǎn)模式復(fù)雜（多品種、小批量、變批次），性能評(píng)估困難（系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證試驗(yàn)成本高、子樣少）等特點(diǎn)，以及要克服當(dāng)前制造資源和制造能力運(yùn)轉(zhuǎn)忙閑不均，共享敏捷度不夠，協(xié)同效率不高的迫切需求，整合共享分散在各主體單位中的數(shù)百萬億次的高性能計(jì)算資源、數(shù)百TB的存儲(chǔ)資源；數(shù)十種、數(shù)百套機(jī)械、電子、控制等多學(xué)科大型設(shè)計(jì)分析軟件及其許可證資源；總裝聯(lián)調(diào)廠等多個(gè)廠所的近萬臺(tái)套的高端數(shù)控加工設(shè)備及企業(yè)單元制造系統(tǒng)；航天復(fù)雜產(chǎn)品制造過程各階段的數(shù)千條專業(yè)能力……以推動(dòng)航天集團(tuán)企業(yè)內(nèi)部全要素資源/能力共享和競(jìng)爭(zhēng)配置、制造過程深度協(xié)同和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)“企業(yè)有組織，資源無邊界”的目標(biāo)。

截止目前，在短短幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)已發(fā)布需求上千條，合同標(biāo)的總金額超過數(shù)億元，簽約合同金額累計(jì)超過億元。

基于航天（公有）云網(wǎng)的云制造應(yīng)用概況

針對(duì)地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，打造產(chǎn)業(yè)鏈/集群協(xié)作的個(gè)性化（面向個(gè)性化需求，支持顧客參與定制），服務(wù)化（面向制造即服務(wù)，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)服務(wù)化），社會(huì)化（整合社會(huì)化資源，打造虛擬企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟）的需求，在各地方政府的大力支持下，合作開展航天（公有）云網(wǎng)的落地實(shí)施及產(chǎn)業(yè)化工作，支持地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)中的高端/基礎(chǔ)/共性資源共享，供需對(duì)接交易以及業(yè)務(wù)協(xié)作。目標(biāo)是通過高效配置制造資源和能力，提高產(chǎn)業(yè)鏈整合與協(xié)作能力、提供整體的創(chuàng)新手段以提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。通過營(yíng)造新型產(chǎn)業(yè)環(huán)境，轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)新招商方式、擴(kuò)大稅收來源以加快轉(zhuǎn)變地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方式。

截止目前，航天云網(wǎng)注冊(cè)企業(yè)數(shù)已達(dá)5萬家，月均增長(zhǎng)率達(dá)40%。其中規(guī)模以上企業(yè)超過1000家，拉動(dòng)超過30個(gè)省份的中小企業(yè)上線開展業(yè)務(wù)，涉及汽車及零配件、裝備制造、家電家居、電子、紡織、食品等產(chǎn)業(yè)。

研究與實(shí)施

突出中國(guó)云制造研究與實(shí)施的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

圍繞提高制造企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)，基于中國(guó)制造業(yè)信息化工作，要進(jìn)一步突出下述中國(guó)云制造研究與實(shí)施的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：

突出新一代信息技術(shù)（云計(jì)算，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，建模仿真技術(shù)，電子商務(wù)技術(shù)等）、大制造技術(shù)（設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn)、管理、維修、保障等）、智能科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品專業(yè)技術(shù)的深度融合。突出以建立智慧制造新模式、新手段、新業(yè)態(tài)為核心，基于物聯(lián)網(wǎng)，建立“產(chǎn)品”加“服務(wù)”為主導(dǎo)的“以人為中心，互聯(lián)化、個(gè)性化、服務(wù)化、柔性化”的智慧制造新模式，及“數(shù)字化、物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化、定制化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”的智慧制造新技術(shù)手段，和“泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合、自主智慧、萬眾創(chuàng)新”為特征的新業(yè)態(tài)。突出面向制造企業(yè)與產(chǎn)品用戶兩類對(duì)象，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造全生命周期活動(dòng)中的資源與能力服務(wù)化及制造系統(tǒng)中三要素與五流的集成與優(yōu)化。突出工業(yè)2.0/3.0/4.0同步發(fā)展的途徑。突出發(fā)揮“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、用”的團(tuán)隊(duì)力量。

階段成果的工程化、產(chǎn)業(yè)化和深化應(yīng)用

筆者團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，階段成果工程化、產(chǎn)業(yè)化和深化應(yīng)用應(yīng)該從以下幾方面開展：

云制造工具集合平臺(tái)的工程化、產(chǎn)業(yè)化。選擇更多的行業(yè)及智慧城市中的集團(tuán)和中小企業(yè)群開展應(yīng)用示范——構(gòu)建“行業(yè)及企業(yè)制造云”。積極支持工信部“工業(yè)云創(chuàng)新項(xiàng)目”。積極融入“中國(guó)制造2025”及“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施。

技術(shù)拓展研究

其一，云制造應(yīng)用技術(shù)的深化。筆者團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，基于現(xiàn)有的研究與實(shí)踐基礎(chǔ)，技術(shù)拓展研究首先是要深化云制造應(yīng)用技術(shù)的研究，結(jié)合各個(gè)行業(yè)與企業(yè)，創(chuàng)造有特色的商業(yè)模式。其二，重視云制造技術(shù)與新信息技術(shù)的融合。在深化云制造應(yīng)用技術(shù)研究的同時(shí)，應(yīng)該特別重視云制造與大數(shù)據(jù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、在線仿真（嵌入仿真）技術(shù)四項(xiàng)新信息技術(shù)的融合，以加強(qiáng)其“智慧化”。其三，重視云制造技術(shù)與3D打印等新制造技術(shù)的融合。其四，重視云制造技術(shù)與智能科學(xué)技術(shù)的融合。

在云制造實(shí)施中要關(guān)注的問題

要圍繞轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的目標(biāo)，走良性循環(huán)發(fā)展的路線。從增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的需求出發(fā)，由需求驅(qū)動(dòng)來建立系統(tǒng)，通過系統(tǒng)建設(shè)帶動(dòng)技術(shù)/產(chǎn)品研發(fā)，新技術(shù)/產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)的改進(jìn)完善，改進(jìn)的新系統(tǒng)進(jìn)一步推動(dòng)新的應(yīng)用，如此周而復(fù)始的良性循環(huán)。

要企業(yè)一把手掛帥，建立系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，按復(fù)雜系統(tǒng)工程內(nèi)涵實(shí)施云制造系統(tǒng)：要堅(jiān)持“效益驅(qū)動(dòng)，總體規(guī)劃，突出重點(diǎn)，分步實(shí)施”的指導(dǎo)思想；要密切結(jié)合各個(gè)企業(yè)的實(shí)際需求與情況，制定好發(fā)展規(guī)劃與階段性實(shí)施方案；要重視企業(yè)產(chǎn)品研制全系統(tǒng)、全生命周期活動(dòng)中的人/組織、經(jīng)營(yíng)管理、設(shè)備/技術(shù)（三要素）及信息流、物流、資金流、知識(shí)流、服務(wù)流（五流）集成優(yōu)化。

要重視建立自主可控的智慧云制造系統(tǒng)；設(shè)立和組織知識(shí)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目。要制定激勵(lì)政策。要建立多層次的創(chuàng)新體系。要制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)估指標(biāo)體系、安全管理和法律等規(guī)范。

智慧云制造還是正在發(fā)展中的新制造模式、技術(shù)手段和業(yè)態(tài)，其發(fā)展路線應(yīng)是持續(xù)地堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”加“工業(yè)化與信息化深度融合”。智慧（能）制造的發(fā)展與實(shí)施還需要全國(guó)、全球的合作與交流，同時(shí)又要充分重視各國(guó)的特色和各行業(yè)及各企業(yè)的特點(diǎn)，實(shí)事求是地實(shí)施。

中國(guó)制造2025概念股：沈陽(yáng)機(jī)床、機(jī)器人、三豐智能、大族激光、東土科技、博實(shí)股份、證通電子、東方國(guó)信、中興通訊、烽火通信、同方國(guó)芯、中航重機(jī)、中航動(dòng)控、中國(guó)衛(wèi)星、北斗星通、江鉆股份、中國(guó)船舶、中國(guó)中車、中核科技。