重大项目建议云服务支撑平台及重大应用清华大学2010年5月28日目录1背景、需求和战略意义 (3)1.1背景 (3)1.2需求 (3)1.3战略意义 (4)2技术发展现状、存在问题及国内优势 (5)2.1技术发展现状 (5)2.2存在问题 (6)2.3国内优势 (7)3技术发展趋势、发展思路及主要内容 (8)3.1技术发展趋势 (8)3.2发展思路 (9)3.3主要研究内容 (10)4技术与产业关联分析 (11)5研究基础、科研队伍和科研条件 (12)6发展目标、经济效益和社会效益 (13)6.1发展目标 (13)6.2经济效益 (14)6.3社会效益 (14)7发展路线图 (14)1背景、需求和战略意义1.1背景随着网络基础设施的逐步完善，互联网、3G、无线宽带网络、无线传感等多个网络正在融合为泛在信息网络，“无时无刻不联网”的时代已经到来。

在这种环境下，一种新的服务化计算模式——云计算(cloud computing)正在兴起。

作为一种新的计算架构，云计算不仅对信息领域产生了重大影响，也对工业的发展产生着重要的影响[1,2]。

基于云计算的云制造模式正在形成和快速发展。

云制造，是在“制造即服务”理念的基础上，借鉴了云计算思想发展起来的一个新概念。

云制造是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品，是制造即服务理念的体现。

在理想情况下，云制造将实现对产品开发、生产、销售、使用等全生命周期的相关资源的整合，提供标准、规范、可共享的制造服务模式。

这种制造模式可以使制造业用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务[3]。

云制造需要采取包括云计算在内的当代信息技术前沿理念，建立共享制造资源的公共服务平台，将巨大的社会制造资源池连接在一起，提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享。

1.2需求1、云服务平台是实现云计算技术落地的必然需求云计算平台只是提供云服务的第一步。

对于提供公共的云服务这个目标而言，建设云计算平台还仅仅是计算基础设施的建设。

在应用软件方面，目前国内的云计算中心所提供的内容有限。

而应用软件部署、系统和软件管理、收费模式等方面更是接近于空白[4]。

因此，建设面向具体应用和业务的云服务平台，提供公共的商业云服务，是实现企业业务和IT融合的必然需求，也是保证云计算落地的根本途径。

2、云服务平台是实现传统制造业向先进制造服务业转型，实现云制造的必然需求云计算以计算资源的服务为中心，它不解决制造企业中各类制造设备的虚拟化和服务化，而云服务平台主要面向制造业，把企业产品制造所需的软硬件制造资源整合成为云制造服务中心。

所有连接到此中心的用户均可向云制造中心提出产品设计、制造、试验、管理等制造全生命周期过程各类活动的业务请求，云制造服务平台将在云层中进行高效能智能匹配、查找、推荐和执行服务，并透明地将各类制造资源以服务的方式提供给用户[5]。

因此，云服务平台是实现传统制造业向先进制造服务业转型，实现云制造的必然需求。

3、云服务平台是实现两化融合的必然需求在制造业信息化过程中，借用云服务平台来实现“云制造”思想的落地，是工业化与信息化高度融合的必然需求。

云服务平台通过信息技术实现制造资源的充分共享，积累技术竞争力，打造强壮的产业链，最终让具有国际竞争力的制造企业脱颖而出[6]。

云服务平台的建设能够真正实现信息化带动工业化，工业化促进信息化的双赢战略目标。

云服务平台也必然能使得云制造所涉及的信息化建设、商务模式创新、资源高度共享、产业链重新整合等关键问题得到彻底解决。

1.3战略意义我国已经成为当今世界上拥有制造加工资源最丰富的国家，“云制造”的思路是为避免我国制造资源的浪费，借用云计算的思想，利用信息技术实现制造资源的高度共享。

“这也是信息化服务制造业发展，促进低碳经济的重要体现。

云服务平台为云制造概念的实现提供了一个共享制造资源的公共服务平台，将巨大的社会制造资源池连接在一起提供各种制造服务，实现制造资源与服务的开放协作、社会资源高度共享，企业用户无需再投入高昂的成本购买加工设备等资源，咨询通过公共平台来购买租赁制造能力[7]。

云服务平台的战略意义包括：1) 解决资源重复购置导致的浪费，实现资源优化配置2) 建立信息技术支持的市场环境，加入全球经济一体化竞争3) 提高企业的竞争力和快速满足市场需求的能力4）促进业务模式和组织的创新5）推动现代制造服务业的发展6）进一步推动网络化制造、ASP、制造网格等先进制造模式的发展2技术发展现状、存在问题及国内优势2.1技术发展现状云服务平台是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品，是制造即服务理念的体现。

云服务平台涉及到云计算技术、XAAS技术、服务型制造和制造服务技术、以及物联网技术等。

1、云计算技术2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园推广云计算的计划。

2008年，雅虎、惠普、Microsoft、Intel和戴尔等计算机业巨头相继开始了各自的云计算计划。

目前云计算的实践者主要有Google、IBM、Yahoo、Amazon和Microsoft [8,9,10]。

2、XAAS技术XaaS代表“X as a service”。

云服务的本质就是XaaS。

XaaS最常见的例子是软件即服务（SaaS）、基础设施即服务（IaaS）和平台即服务（PaaS）。

这三个结合起来使用，有时被称为SPI模式（SaaS，PaaS，IaaS）[11]。

3、服务型制造技术服务型制造是基于制造的服务和面向服务的制造，是基于生产的产品经济和基于消费的服务经济的融合。

是制造与服务相融合的新产业形态，是一种新的制造模式。

服务型制造业的主要模式是业务流程外包，外包业务可以是生产、营销、设计、开发、信息、保养等各个经营环节[12]。

4、物联网技术随着云计算、虚拟化等技术的发展，“物联网”正由虚拟的概念逐步进入一个“落地”的阶段。

经过了近几年的市场及大环境的培育，“物联网”随着技术的创新、互联网的发展、及信息产业快速发展，已经形成一定的市场规模。

在国外及欧美国家对于“物联网”的非常重视[13]。

2.2存在问题尽管云计算、XAAS、服务型制造、物联网等技术的发展为云服务平台的建设和运行奠定了很好的基础，在资源虚拟化、云基础设施建设、制造资源服务等方面取得了一定成果，但要进一步扩大并深化应用，从而取得显著的经济效益，无论在技术上还是运营模式上还存在着一些瓶颈问题：1、资源服务模式问题当前的制造服务模式的研究重点是如何使分散的制造资源能够通过网络连接起来，强调的是如何汇聚资源，协同完成一个制造任务。

而云制造不仅体现了“分散资源集中使用”的思想，还体现了“集中资源分散服务”的思想，即其服务模式不仅有“多对一”的形式，同时更强调“多对多”，即汇聚分布式资源服务进行集中管理，为多个用户同时提供服务。

这就需要对资源服务的集中管理和运营方法进行研究，提供连续、稳定、高质量的制造服务，保障制造服务的效率、质量、可靠性等要求[5]。

2、云服务的管理与组织问题目前，国内的云计算中心大多把重点放在了基础架构平台的建设上，对云服务一系列配套措施的不重视。

但是云服务不仅仅是建设IT基础架构那么简单。

如果计划建设云服务平台来提供公共的商业云服务，除了考虑IT基础架构建设外，还应着重考虑相关的一系列配套措施。

对云服务平台项目进行整体的规划，考虑云服务中心的管理和盈利模式，将未来的运营纳入到整体规划中，才可以促进云服务业务充分发展，使得企业能够真正通过云服务赢得利润[14]。

3、云服务的可靠性问题从云计算实体化而来的云服务。

本质上就是将程序运行和数据存储都转移到“云”里。

这也就意味着用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在大规模的服务器集群中，用户所处理的数据也并不存储在本地，而是保存在互联网的数据中心里面。

这些数据中心正常运转的管理和维护则是由提供云服务的企业负责，并由他们来保证足够强的计算能力和足够大的存储空间。

因此，云服务的可靠性问题显得由为重要[15]。

4、云安全问题“云安全”从“云计算”兴起之时，“云安全”就已作为普遍质疑所存在。

在把数据交给云计算服务商后，最具数据掌控权的已不再是用户本身，而是云计算服务商，这样就不能排除数据被泄露出去的可能性。

除了云计算服务商之外，还有大量黑客们觊觎云计算数据，他们不停的发掘服务应用上的漏洞，打开缺口，获得自己想要的数据。

然而一旦将缺口打开，就可能对相应的用户造成灾难性的破坏。

因此如何保证云安全性是云服务的一个重要问题[8]。

5、云服务的性能问题云计算目前是建立在VM(虚拟机)技术之上的．然而VM技术虽然日趋成熟，但依然存在性能上的问题。

特别是当多个VM之间相互竞争时，磁盘会成为严重瓶颈。

计算体系结构在过去几十年的变化虽然很大，但其核心基本上都没有太大改变。

VM将是大势所趋，作为性能上最根本的问题——硬件和操作系统．其的设计必将符合这个趋势而不断实现。

因此云计算的性能问题是实现云服务的核心[8]。

2.3国内优势1、制造业信息化工程显著提升了企业的信息化水平制造业信息化工程推动了制造业生产方式的不断进步和变革。

信息技术与制造技术在研发设计、生产过程、企业管理、产品流通和采销渠道等各个环节上的融合，促进了制造企业中服务环节的发展。

推动了制造业价值链的重构、制造与服务的有机融合、企业间供应链协同、以及企业间资源的整合。

2、网络化制造模式已得到广泛应用，并取得丰富成果21世纪，以应用服务提供商、制造网格、全球化制造(global manufacturing)等为代表的网络化制造模式，成为制造企业为应对知识经济和制造全球化的挑战的一类先进制造模式。

经过十几年的发展，网络化制造在资源服务化建模与封装、资源配置与调度、协同设计、工作流管理等领域取得了丰富成果，为云服务模式的推广和应用奠定了良好的基础。

3、现代服务业发展迅速目前我国正在大力发展现代服务业，逐步完成现代服务在GDP中绝对优势的目标。

全国都在响应党中央、国务院的号召，促进了现代服务业的迅速发展，形成了一批先进服务业的示范区和示范企业。

4、服务型制造为制造业的发展带来了新的空间随着服务型制造的推广，制造业的主营业务已经开始由制造向服务衍生和转移，服务在企业的销售额和利润中所占比重越来越高。

以产品制造为核心的传统发展模式向基于产品提供综合全面的模式转变，并形成了服务型制造这一新的制造方式，为制造业的发展带来了新的空间。

3技术发展趋势、发展思路及主要内容3.1技术发展趋势1、面向云服务的海量数据管理技术云计算系统需要对海量数据进行处理、分析，并向用户提供高效的服务。

数据的读操作频率远大于数据的更新频率，云中的数据管理是一种读优化的数据管理。