３．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４４，Ｃｈｉｎａ； ４．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ；
收稿日期：２００９—１２一０１；修订日期：２００９—１２－１５。Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ０１ Ｄｅｃ．２００９ｌａｃｃｅｐｔｅｄ １５ Ｄｅｃ．２００９． 基金项目：国家８６３计划资助项目（２００７ＡＡ０４２１５３）；国家９７３计划资助项目（２００７ＣＢ３１０９００）。Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍｓ：Ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙｔｈｅＮａ—
系统等的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｂｏｈｕｌｉ＠ｍｏｏｎ．ｂｊｎｅｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
万方数据
计算机集成制造系统
第１６卷
０ 引言
２１世纪，制造业的发展更加依赖高新技术应用 的推动。以应用服务提供商（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏ— ｖｉｄｅｒ，ＡＳＰ）［卜２｜、制造网格（ＭＧｒｉｄ）［¨］、敏捷制造‘５。引、 全球化制造（ｇｌｏｂａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）［７嵋１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 全球化的挑战而实施的、以快速响应市场需求和提高 企业（企业群体）竞争力为主要目标的一类先进制造 模式。网络化制造将先进的网络技术、信息技术与制 造技术相结合，构建面向企业特定需求的基于网络的 制造系统，并在系统的支持下，突破空间地域对企业 生产经营范围和方式的约束，开展覆盖产品全生命周 期全部或部分环节的企业业务活动（如产品设计、制 造、销售、采购、管理等），实现企业间的协同和各种社 会资源的共享与集成，高效、高质量、低成本地为市场 提供所需的产品和服务。
万方数据
第１期
乍伯虎等：云制造——面向服务的网络化制造薪模式
３
间不大，大型ＩＴ企业针对网络化制造开发的专门 安全产品十分匮乏。
综上所述，正是因为当前网络化制造没有良好 的运营模式，没有实现动态智能的制造资源共享与 分配，没有完全实现终端物理设备智能接入，再加上 没有有效的安全解决技术和手段等诸多问题，制约 了其应用推广和发展。
（１．北京航空航天大学复杂产品先进制造系统教育部工程研究中心，北京１００１９１； ２．北京仿真中心，北京１００８５４；３．重庆大学机械工程学院，重庆４０００４４；
４．清华大学信息技术研究院，北京 １０００８４；５．北京慧点科技开发有限公司。北京１０００８３）
摘要：为求解更加复杂的制造问题和开展更大规模的协同制造，分析了目前应用服务提供商、制造网格等现
（１．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｄｕｃｔ。 Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８５４，Ｃｈｉｎａ；
以得到保障，致使ＲＳＰ和ＲＳＤ对现有网络化制造 服务模式都不满意，从而阻碍了网络化制造的应用 推广。因此，有必要研究网络化制造应用新模式，不 仅要体现“分散资源集中使用”的思想，还要有效实 现“集中资源分散服务”的思想，即将分散在不同地 理位置的制造资源通过大型服务器集中起来，形成 物理上的服务中心，进而为分布在不同地理位置的 用户提供制造服务。借助市场经济理论，引入第三 方（制造服务运营方）对汇聚起来的制造资源服务进 行集中运营管理，并提供高质量的服务，从而保障 ＲＳＰ和ＲＳＤ双方的利益和积极性，促进网络化制 造的推广应用。
尽管经过十几年的发展，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，当前的网络化 制造无论在技术上还是运营模式上还存在着一些瓶 颈问题：
（１）服务模式问题 包括缺乏服务的集中管理和运营，缺乏利益分 配机制，服务的效率、质量和及时性难以保证等。 当前的网络化制造模式（如ＡＳＰ，ＭＧｒｉｄ等）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。网络化制造模式主要通过共享网络将分布在 不同物理位置的大量异构制造资源连接起来，形成 虚拟的集中资源，进而为制造企业提供制造能力和 资源的共享。在应用时，主要是将一个复杂制造任 务分解成若干简单任务，通过调度机制使这些简单 任务并行运行在不同制造资源节点上，最后汇集执 行结果，体现的是一种“分散资源集中使用”的思想。 然而由于缺乏对服务的集中管理和运营，资源服务 提供者（Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ，ＲＳＰ）的利益没 有得到保障，很多ＲＳＰ不愿意提供本企业的制造资 源，也没有动力和机制去促进持续提供高质量的制 造服务，从而难以保障网络化制造服务的效率、质 量、可靠性等。而由于缺乏连续、稳定、高质量的制 造服务，资源服务需求企业（Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｅ— ｍａｎｄｅｒ，ＲＳＤ）的制造任务执行质量、及时性等都难
ｔｉｏｎａｌ Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ．Ｒ８ＬＤ Ｐｒｏｇｒａｍ．Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２００７ＡＡ０４２１５３），ａｎｄ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ，Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２００７ＣＢ３１０９００）． 作者简介：李伯虎（１９３８一），男，上海人，中国工程院院士，博导，主要从事网络化建模与仿真系统、虚拟样机工程、网格化、智能化、服务化制造
有网络化制造模式在应用推广等方面遇到的问题，阐述了云计算服务模式、云安全、高性能计算、物联网等理念和
新技术对解决网络化制造中运营、安全等问题的契机。在此基础上提出了一种面向服务的网络化制造新模式——
云制造。给出了云制造的定义，分析了云制造与应用服务提供商、制网格等的区别。提出了一种云制造的体系
结构，讨论了实施云制造所需攻克的关键技术和所取得的成果。最后，给出了一个云制造的典型应用案例——基
第１６卷第１期 ２ ０ １ ０年１月
计算机集成制造系统
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕ“ｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ
文章编号：１００６－－５９１ｌ（２０１０）０１－－０００１－－０７
ｖ０１．１６ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２ ０ １ ０
云制造 面向服务的网络化制造新模式
李伯虎ｈ２，张 霖１，王时龙３，陶 飞１，曹军威４，姜晓丹５，宋 晓１，柴旭东２
近两年来，一种新的服务化计算模式——云计算 （ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）［９。０］正在兴起。云计算的理念是由 专业计算机和网络公司（即第三方服务运行商）搭建 计算机存储和计算服务中心，把资源虚拟化为“云”后 集中存储起来，为用户提供服务。从技术上看，云计 算是虚拟化和网格计算等的延伸，但更为重要的是云 计算理念本质上带来的是服务模式的转变。云计算 使得计算资源成为一种专业服务，并通过信息化的方 式提供出来。随着云计算模式的提出和应用上的日 趋成熟，企业也看到了云计算服务模式带来的巨大利 润空间。因此，许多知名企业如Ｇｏｏｇｌｅ，ＩＢＭ，Ａｎｍ— ｚｏｎ，Ｙａｈｏｏ等相继投入大量人力和物力开展了各自 的云计算计划和项目。目前已涌现了一批云计算的 应用形式，典型的有软件即服务（Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ， ＳａａＳ）、效用计算（ｕｔｉｌｉｔｙ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）、网络服务（ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｒｖｉｃｅ）、平台即服务（Ｐｌａｔｆｏｍ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＰａａＳ）、管 理服务提供商（Ｍａｎｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ，ＭＳＰ）、商业服 务平台、互联网整合［１妇和云仿真平台［１２３等。
５．Ｓｍａｒｔｄｏｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍ ｌａｒｇｅｒ－ｓｃａｌｅ ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｔｈｅ ｉｍｐｅｄｉｍｅｎｔｓ ｔｏ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（ＮＭ）ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｅｅｈｎｏｌｏ— ｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｃｌｏｕｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｉｍｐｅｄｉｍｅｎｔｓ，ｗｅｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｔ，ａ ｎｅｗ ｓｅｒｖｉｃｅ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃ— ｔｕｒｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｃａｌｌｅｄ Ｃｌｏｕｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（ＣＭｆｇ）ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ＣＭｆｇ ｗａｓ ｄｅｆｉｎｅｄ．Ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｍｏｎｇ ＣＭｆｇ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｇｒｉｄ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＣＭｆｇ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ＣＭｆｇ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏ— ｄｕｃｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ＣＭｆｇ，ｉ．ｅ．，ＣＯＳＩＭ—ＳＣＰ，ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｏｕｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；ｃｌｏｕｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｍａｎｕｆａｃｕｔｒｉｎｇ ｍｏｄｅ