自從2009年5月召開第一屆中國云計算大會以來,對于云計算的討論,已經從云計算的整體概念到部分云架構方法的實驗,進入到今年的云計算運用階段。國際模協網首席營運官羅百輝分析認為,隨著云服務從概念走向了實際應用階段,云服務市場在全球范圍內未來五年可能要增加三倍。世界各國政府十分關注云計算,并推出系列措施推動云計算的研發和應用。我國政府高度重視云計算及其發展趨勢,將云計算視為下一代信息技術的重要內容,促進云計算的研發和示范應用。
打造云計算產業鏈
云計算被認為是繼個人電腦、互聯網之后電子信息技術領域又一次重大變革,其實質是一種基于互聯網的計算模式,在這樣模式下,計算資源是動態、可伸縮且虛擬化的,以服務的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式,有利于合理配置計算資源并提高其利用率,降低成本,促進節能減排,實現綠色計算。
世界各國政府十分關注云計算,并推出系列措施推動云計算的研發和應用。全球電子信息領域的主要廠商都在圍繞云計算重新布局,主要互聯網公司紛紛通過開放平臺對外提供云計算服務,構建生態鏈,形成新的競爭焦點,各個行業也意識到云計算的優勢和價值,紛紛推出云計算相關應用。預計云服務2012年可能要達到420億美元,到2013年云服務的增幅要占IT業的三分之一。還有人估計到2013年云服務的市場規模可能要達到1500億美元。
我國政府高度重視云計算及其發展趨勢,將云計算視為下一代信息技術的重要內容,促進云計算的研發和示范應用。2010年10月18日,工信部、國家發改委聯合發文通知,要求加強我國云計算創新發展頂層設計和科學布局,并確定在北京、上海、深圳、杭州、無錫等五個城市先行開展云計算服務創新發展試點示范工作。
工信部楊學山表示,由云計算所引發的一系列技術、產業、應用模式、服務模式的變化改變著整個信息產業。云計算在各個領域的應用為社會轉型、經濟發展模式的轉化、走科學發展道路,提供了一條新的途徑。我們要循序漸進,發揮比較優勢,形成合力,打造云計算產業鏈。
云計算是我國通信產業發展趨勢之一,代表了先進技術應用發展的趨勢,也代表通過市場化、專業化,規模化,集中化這樣的方式,使得社會資源得到更加充分的利用,使得應用能夠更快的取得效果的發展方式。云計算在各個領域的應用為社會轉型、經濟發展模式的轉化、走科學發展道路,提供了一條新的途徑。所以我們需要大力發展云計算。
楊學山進一步指出,云計算的概念建立在一系列實踐和應用模式基礎上的。云計算使計算資源充分利用又邁上一個新臺階,但我們的服務能力必須跟上,這種云背后所代表的服務需求。
云計算服務體系發展的關鍵因素之一便是寬帶的建設,沒有寬帶的發展就沒有云計算的推進,此外,還應注意形成云行業的規模,提升云計算的發展質量。云計算是一個廣泛的概念,云計算必須形成一個長長的產業鏈。在這個一個產業鏈體系中,中央政府、地方政府、相關的單位都在這里可以找到發揮作用的地方。
突破云服務三大掣肘
云計算及相關產業發展到目前,已經從概念領域發展到了應用領域。令人鼓舞的是,中國電子信息領域的先導研究機構和企業,在云計算核心技術研發,應用解決方案以及服務模式創新方面也取得了一系列重要進展。
有不少大型企業在全國或者在國際上自有的分支機構,依據自己的需要,已經開展了云服務的應用實驗,提出了一些有價值的云服務的模型和架構。在企業系統內部進行了資源整合,軟件的升級向云服務的總體方向探索。
中國電子學會理事長吳基傳表示,云服務已經從概念走向了實際應用,而且這種應用勢頭正在擴大,其中機會與挑戰并存。在云服務的挑戰中,安全、標準、服務模式,是我國云服務領域亟待關注的三大問題。
云服務的安全是指云服務者的誠信度。現在大企業內部進行了云的服務,就不存在著信譽度問題。從實驗經驗來看,把原來分散的富余資源集中和應用起來,和原來分散的管理相比,節省了人力,節約了資源,提高了效率,降低成本,這是企業的根本所在,也是發展云服務最重要的動力。但作為一種為社會,為公眾尤其是中小企業提供云服務,就會出現誠信的問題。云的安全問題首先是對于使用者信息的保密問題。誠信是云服務,云安全的關鍵問題之一。
同時,標準也是云服務的關鍵結點之一。一個新的服務模式是原來的服務模式基礎上的升華,有許多與舊的服務模式,服務標準,服務規范不一致的地方,自然就會產生新的服務模式之間的問題。這種交替只能以平滑、漸進、逐步地進行替代。因此有關部門必須從應用的實踐中總結提煉升華確定云服務的標準。事物的發展總是先實踐,從實踐中總結推廣,從而達到共識,形成標準及共同遵守的協議。吳基傳希望產學研及政府的標準主管部門從開始就要參與到這一規劃中來。
對于探索云服務的應用,吳基傳表示,要鼓勵有條件的大型企業先用云服務概念去整合現有分散的資源,在整合過程中提升現有的數據中心的智能化的水平,提升軟件操作的版本,調整和理順現行管理的程序與制度,以達到提高勞動生產力,降低成本,提高產品質量,改善服務體系,提高市場占有率,完善企業經營管理的機制等。
對于大量分散的中小企業需要企業信息化,需要云服務,但其自身有不可能也沒有必要再去造就一個信息化的體系,這就是現在需要大力催生的公眾云服務商。這是一個有廣闊市場的領域,比如國內中小企業,如餐飲業,小食品業,食品、農村農業農產品的市場對接。能否有一個ERP的服務公司提供給所有需要ERP服務的用戶,不需要他們組織一部分人去管理,也不存在技術改造,硬件升級的問題,只需付費。國際模協網首席營運官羅百輝認為,公眾云服務的市場廣闊需要創新的精神去開拓市場,要把單個企業的信息化轉變成為社會化服務方式及云服務的方式去實現新一輪的社會信息化。
云計算深入制造業催生云制造
眾所周知,現在的市場是從相對的穩定到動態多變,因此對制造企業的產品,以及它的開發時間、質量、成本、服務、環境、知識含量提出了嚴峻的挑戰。我們國家已經是制造大國,但還不是強國,突出的表現就是在微笑曲線里面,大多數企業處于最下端。這里提的“制造”是“大制造”,他不同于從原材料到成品的傳統制造概念,而是指覆蓋產品全生命周期的活動,也就是從產品的市場分析開始,到加工生產,再到報廢。這個制造活動可能在企業內部,也可以到企業之間,到全球。
什么叫制造業信息化?國際模協網首席營運官羅百輝認為,就是把信息采集傳遞加工處理應用的技術為核心,把信息技術建模仿真、設計管理等有關專業技術綜合應用到企業的產品之全系統、全生命周期活動中,使三個要素“人、組織、精英管理技術”,四個流“信息流、物流、價值流、管理流”發揮最大效用,從而使企業能夠改善PTQCS,以達到增強企業或者集團的競爭能力。近來,特別是服務資源環境成為現代制造業競爭能力的關鍵因素,因此我們必須搞服務性的制造、綠色制造和中國制造。一種對策就是云制造。
什么是云制造?云制造從廣義來說就是一種面向服務的高效、低耗,基于知識的網絡化的新模式,融合現在信息化制造技術、云技術、物聯網等技術,把各類制造之間和制造能力集虛擬化、服務化并且進行統一的集中的智能化管理,從而通過網絡和一個云制造平臺中間件,將制造全生命周期的前期、中期、后期提供給用戶,提供隨時獲取按需使用的優質廉價的服務。當然這是一個理想的概念。
云制造里實際生產加工、實驗仿真、生產、管理四大活動可以作為一個活動。云制造中有軟資源、硬資源。云制造服務或者制造云有什么特點?與一般不一樣,互操作。協同,特別是對大規模復雜制造任務協同;各種各樣的、五花八門的制造資源、制造能力進行異構集成。
云制造目前提出來,當然有它的基礎,首先就是云計算概念以及它的技術推動。如果把制造資源帶進現在所謂的制造資源,則完全可以走向服務化。融合一些新的技術,除了云計算所需要的技術之外,還可以加入比如物聯網、Web、互聯網、高效能計算等。
云制造系統的體系架構
云制造怎么運行?國際模協網首席營運官羅百輝認為它包含三大部分:制造資源和制造能力、制造云、制造全生命周期的活動。其運行的核心就是知識,包含進去、出來兩個過程。云制造涉及三類用戶,就是制造資源的提供者、制造云的運營者和制造資源的使用者。因此將來用戶可以像使用水、電、煤氣一樣使用云制造資源,并且進行協同全生命周期高效工作。
為了實現這樣的目標,云制造應具備一個體系結構,它共有五層——物理資源層、虛擬資源層、云制造核心服務層、應用接口層和應用層。
其中,物理資源層實際上就是通過嵌入式云終端技術和物聯網技術,使各類物理資源能夠接入到網絡中,實現制造物理之間全面的互聯,并且為云制造提供接口的支持。云制造虛擬資源層主要是將接入到網絡中的各類制造資源匯聚成虛擬制造資源,并通過云制造服務定義工具、虛擬化工具等,將虛擬制造資源封裝成云服務,發布到云層中的云制造服務中心。該層提供的主要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和資源分割管理等。云制造核心服務層主要面向云制造三類用戶(云提供端、云請求端、云服務運營商),為制造云服務的綜合管理提供各種核心服務和功能,包括面向云提供端提供云服務標準化與測試管理、接口管理等服務;面向云服務運營商提供用戶管理、系統管理、云服務管理、數據管理、云服務發布管理服務;面向云請求端提供云任務管理、高性能搜索與調度管理等服務。應用接口層,該層主要面向特定制造應用領域,提供不同的專業應用接口及用戶注冊、驗證等通用管理接口。最后是應用層,該層面向制造業的各個領域和行業。不同行業用戶只需通過云制造門戶網站、各種用戶界面(包括移動終端、PC終端、專用終端等),就可以訪問和使用云制造系統的各類云服務。
云制造的關鍵技術
有了這個體系結構以后,云制造需要五大類關鍵技術——模式、體系架構、相關標準和規范;云端化技術;云服務的綜合管理技術;云制造安全技術;云制造業務管理模式與技術。
——云制造模式、體系架構、相關標準及規范主要是從系統的角度出發,研究云制造系統的結構、組織與運行模式等方面的技術,同時研究支持實施云制造的相關標準和規范,其包括支持多用戶的、商業運行的、面向服務的云制造體系架構;云制造模式下制造資源的交易、共享、互操作模式;云制造相關標準、協議、規范等,如云服務接入標準、云服務描述規范、云服務訪問協議等。
——云端化技術主要研究云制造服務提供端各類制造資源的嵌入式云終端封裝、接人、調用等技術,并研究云制造服務請求端接入云制造平臺、訪問和調用云制造平臺中服務的技術,包括支持參與云制造的底層終端物理設備智能嵌入式接入技術、云計算互接入技術等;云終端資源服務定義封裝、發布、虛擬化技術及相應工具的開發;云請求端接入和訪問云制造平臺技術,以及支持平臺用戶使用云制造服務的技術;物聯網實現技術等。
——云服務綜合管理技術主要研究和支持云服務運營商對云端服務進行接入、發布、組織與聚合、管理與調度等綜合管理操作,包括云提供端資源和服務的接入管理,如統一接口定義與管理、認證管理等;高效、動態的云服務組建、聚合、存儲方法;高效能、智能化云制造服務搜索與動態匹配技術;云制造任務動態構建與部署、分解、資源服務協同調度優化配置方法;云制造服務提供模式及推廣,云用戶(包括云提供端和云請求端)管理、授權機制等。
——云制造安全技術主要研究和支持如何實施安全、可靠的云制造技術,包括云制造終端嵌入式可信硬件;云制造終端可信接入、發布技術;云制造可信網絡技術;云制造可信運營技術等;系統和服務可靠性技術等。
——云制造業務管理模式與技術主要研究云制造模式下企業業務和流程管理的相關技術,包括云制造模式下企業業務流程的動態構造、管理與執行技術;云服務的成本構成、定價、議價和運營策略以及相應的電子支付技術等;云制造模式各方(云提供端、云請求端、運營商)的信用管理機制與實現技術等。
云制造仿真平臺的實現
將云仿真平臺分為資源層、服務層和門戶支撐工具層、應用層,其中每一層都有安全問題。為此需要求解環境,建立可視化門戶,普視化門戶。怎么把云仿真平臺用到協同設計。眾所周知,從模型角度來說,有起落架控制模型,起落架多啟動模型。為實現這個目標,需要各種各樣的工具。為此,我們現在構成了一個仿真中心,這個中心里面有高性能計算機以及很多的硬件和軟件,同時有一個“云+端”的使用模式。
該平臺一開始就是基于資源虛擬化的技術,包裝和各類仿真模型,通過一個高性能計算機集群進行虛擬化。用戶在平臺上注冊后,能夠自動提出問題,平臺自動把虛擬化的東西調到硬件、軟件的地方,構成用戶所需要的仿真系統。緊接著用戶應用我們異構的(HAITI)來實現剛才異構的應用軟件之間的協同運行,來解決好起落架的實際問題。
云制造的發展將是一個長期的階段性的漸進過程,而不是一蹴而就的項目工程,需要依靠政府、產業界、學術界多方面的聯合與共同努力。云制造是云計算理念在制造業的體現和發展,它為制造業信息化實際生產管理服務提供了嶄新的理念和模式。
云制造作為云計算在制造業應用的分支,其出現恰恰證明了云計算行業化的發展脈絡。“這也是用友將客戶化經營按照行業來劃分的原因。”王健在演講中如是說。據了解,在用友針對制造業的行業化經營中,不僅包含鋼鐵、化工等在內的流程制造,也包括機械、電子等離散制造,同時還有包含船舶、航空航天等在內的裝備制造。
事實上,不管是何種制造模式,其中都有很多共性正在體現,如財務、人力資源等管理的一體化,以及制造流程化等。相比較其他行業而言,由于制造業涉及各種用于生產制造的資源,而且非常密集,如設備、人力、資金、廠房等,尤其目前制造業的產業鏈越來越長,其路徑也日益廣泛,因此對于制造業企業的管理也變得非常復雜。另一方面,經過20年的發展,企業對信息化的意識不斷地加強。他們的需求跟制造業有相關性,制造業向服務化轉型,企業對信息化的需求,包括個性化的要求,貼身的要求,會越來越多,所以他們也需要更加針對性的專業化的服務。
制造業的復雜性和服務化趨勢使得云計算這一理念有了新的用武之地。“制造業的核心就是要有效地做好各種資源的計劃,因此各種制造業的資源可以看做是一個云。”王健說,“我們所要做的就是如何在這樣一個資源云上創新將制造業、創新中國制造資源用好。”
從技術上講,王健認為,IT技術發展到今天,已經具備了相當的規模和應用基礎,不管是基礎設施的應用還是互聯網的應用都日趨成熟,尤其在云計算大行其道的今天更是如此;而在制造技術方面,許多融合了最新制造技術的產品開始不斷向客戶推出,制造資源也越來越豐富和復雜,需要更加有效地利用;此外,與制造資源密切相關的物流技術,包含GPS、RFID、條碼等在內的物聯網技術。,這些技術的出現和互相之間的交叉融合為云制造的出現奠定了基礎。
資源共享構筑云制造核心
在談及云制造概念時,王健給出了自己的觀點:云制造是制造業從建立工廠到發展成規模化制造業集團,從面向面向區域到面向全國、面向全球的必然趨勢、行業或企業,;是借助先進的信息技術,實現對產品開發、生產、銷售、使用等全生命周期的相關資源(包括外部共享資源)的有效配置利用整合,提供標準、規范、可共享的制造服務的制造模式。它是先進的信息技術、制造技術、物流技術以及新興物聯網技術等交叉融合的產物品,是“制造即服務”理念的體現。
其中,資源的概念成為云制造的核心,展望云制造未來應用的遠景可以預見,屆時各個制造企業所擁有的各種制造資源都可以放到一個公共的資源池中,并分享給更多的企業使用。當一些制造企業的資源有富余時,他們就可以將相應的資源租賃給相應的企業,以實現更高的效益;另外,對于那些有需求的企業來講,他們不需要通過復雜的資源配置,只需要從公共的資源池中共享資源即可。“當然,這一過程的實現需要通過云計算及云服務制造來完成。”王健說,“而且,云制造平臺的建立一定要能夠把這些資源很有效地管理起來。”
與云計算中的計算資源、存儲資源和網絡資源等相比,在云制造中,其資源不僅包括傳統云計算所包含的數據信息資源、IT資源等,很重要更多的還體現在傳統的設備資源、工裝模具資源、人力資源等方面。王健形象地將它們稱為軟資源和硬資源,他認為,只有將這些資源梳理清楚,才能將其共享到公共的資源池中,進而為其他制造企業所用。
另外,王健也認為,資源的梳理只是實現云制造的基礎,要實現公共資源池中的資源自由調配,還要建立起整個云制造運行支撐平臺,其中包括云服務的調度組合管理、云服務運行與監控等等,并且要與云制造的用戶緊密融合,只有這樣才能更有效地進行資源的管理。通過這樣一個云制造平臺的建立,對于最終的使用者而言,他們所獲取的就是各種各樣的服務,這里不僅包括研發設計的服務,同樣也包括制造過程、供應鏈管理、營銷、支持服務等在內的一系列服務。
展望未來,王健表示,云制造的應用形式將會是用戶將一個任務提到云制造平臺上,平臺中的各種執行程序通過對資源的調配就可以為用戶提供相關的服務,最終該任務完成后平臺將結果反饋給用戶。
云制造推動制造即服務
與云計算主要針對信息資源的融合不同,云制造融合了更多的生產設備和制造流程等,其復雜度更高。因此,云制造作為“制造即服務”的體現,面對更加復雜的環境,其如何落地應用才是制造企業最關心的。
王健認為,云制造應用的突破點會首先體現在研發設計服務平臺上。對于產品的研發設計來說,由于其信息化和數字化程度較高,通過有效的利用計算資源、軟件資源、數據資源,并提供第三方面設計、分析、優化,包括仿真服務等,可以較容易地實現平臺化應用。一開始,這種平臺化應用會主要集中在集團企業內部,未來則可以發展為公共云,并面向整個制造業的研發設計。
對于許多集團型制造企業來說,他們不僅擁有包含上下游一體的產業鏈條,其自身也會包含多個工廠,并生產制造多種產品,這樣一來,如何在集團企業內部進行資源的調度和平衡就成為企業要重點解決的問題。因此,集團企業業務資源平衡調度服務平臺的建立同樣也會成為未來云制造應用的重要體現。據了解,目前用友針對制造行業的解決方案已經可以幫助用戶實現集團層面的應用集成和產業鏈的協同創新。
在生產制造方面,集團型制造企業往往需要進行多地點的協同制造,在這一過程中,企業會著重關注如何有效利用集團資源,并實現資源的統一和平衡調度。如果將這一企業內部的做法復制到某個特定區域內,就能夠建立起區域性加工資源共享服務平臺,將企業所擁有的富余的加工能力和資源(機床、檢測設備等)釋放出來,并放到一個公共資源池中,就能在一個區域內實現制造服務的擴展。
從集團企業研發設計服務平臺到集團企業業務資源平衡調度服務平臺,這些基本上都還屬于企業私有云的層面,及至區域性加工資源共享服務平臺的打造,公共云便隨之建立起來。除此之外,在面向公共云的云制造中,包含在線監測、維護大修、整體解決方案等在內的制造服務化支持平臺的建立可以進一步擴展云制造平臺的應用。未來還能建立中小企業的公共服務平臺、物流拉動的制造服務平臺等等一系列的新型服務模式。
在云制造的私有云范疇,主要還是依托集團型制造企業來開展,在公共云層面,它所包含的就不再是單一的企業,而是由整個企業群所組成。王健認為,未來公有云的實現復雜度會更高,相對而言,私有云則更加簡單易行,這已經在企業中形成共識。
談及云制造服務,王健引用業界將其特色總結為六個方面共識做總結:按需動態構建:即按照用戶需求隨時隨地提供服務;互操作:即支持制造資源之間與制造能力之間的互操作;協同:即面向制造的多用戶協同以及大規模復雜制造任務的協同;異構集成:支持分布異構的制造資源和能力的集成;敏捷快速響應能力:即可以敏捷、快速、靈活的組成各類制造服務以響應需求;全生命周期智慧制造:即服務于制造全生命周期,利用智能信息制造技術實現跨階段的全程智慧制造。
如今,云計算的趨勢雖然日漸明朗,但其應用的依然受制于諸多技術的發展,云制造更是如此。王健認為,除了標準、體系規范、安全等傳統的制約因素需要克服外,云制造中對制造資源的整合,以及制造云服務的中和管理技術等都需要進一步發展。
云制造是制造業信息化發展必然
從MRPⅡ到ERP再到今天的云制造,制造業信息化的發展應用已經超過30年。王健通過梳理制造業信息化的發展歷程進一步表示,云制造的出現可謂是大勢所趨,而過去所開展的MRPⅡ和ERP的應用,都在很大程度上為云制造體系的建立打下了基礎。
上世紀80年代,在MRPII應用階段,制造業信息化主要還是集中在物料管理方面,并逐步個擴展到財務及企業內部資源的應用上;到了上世紀90年代前后,ERP的概念開始出現,并將制造業信息化擴展到產供銷進銷存、人財物等多個領域。在當時,制造業信息化系統主要還是專注于企業內部的信息化管理。
目前,ERP的應用已經不僅僅局限在企業內部,也開始關注企業的上下游,以及整個供應鏈的整合。隨著企業規模的不斷擴大,以及企業內外部信息交流的增加和信息量的爆炸式增長,云的概念開始興起,云制造使得企業圍繞各種制造資源開展各種計劃成為可能。
同時,王健認為,云制造的出現不僅與IT技術的發展脈絡相吻合,與制造企業的規模化發展也密切相關。目前,許多集團型制造企業都是由單一的工廠發展而來,在單一工廠的發展階段,MRPII、ERP等管理信息系統完全可以滿足企業內部供應鏈、采購、管理、生產、銷售等環節的管理需求,但當這些企業發展成為集團型企業后,多工廠的組織結構開始出現,企業上下游的協同也更加密切,于是,企業內部的應用集成和企業外部產業鏈的協同成為新的管理需求。基于云架構體系,面向全球范圍內制造資源計劃(區別于MRPII,或許可以叫MRPIII)未來將是發展趨勢。
“如果說企業內部的應用集成屬于私有云的范疇,那么依托電子商務向外拓展的產業鏈的協同則屬于公有云的范疇。”王健說,“如今,這兩個方面在制造企業中都已經進入實際應用階段,而這也是未來實現云制造體系的前提和基礎。”
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