前言

    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，制造業(yè)面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，迫切需要提高制造企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。制造的服務(wù)化、基于知識(shí)的創(chuàng)新能力，以及對(duì)各類制造資源的聚合與協(xié)同能力、對(duì)環(huán)境的友好性，已成為構(gòu)成企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵要素和制造業(yè)信息化發(fā)展的趨勢(shì)。

    云制造即是在這種趨勢(shì)下借鑒了云計(jì)算思想發(fā)展起來(lái)的一種將現(xiàn)有的信息技術(shù)、制造技術(shù)與云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)相融合，對(duì)各類制造資源進(jìn)行統(tǒng)一的智能化管理和經(jīng)營(yíng)，為制造全生命周期過(guò)程中的各類制造活動(dòng)提供可隨時(shí)獲取的、按需使用的、安全可靠的、優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造新模式。

    對(duì)于占企業(yè)總數(shù)99%的中小企業(yè)，云制造通過(guò)盤(pán)活社會(huì)制造資源存量、優(yōu)化配置，為解決其所普遍面臨的機(jī)器設(shè)備老舊、生產(chǎn)水平不高、技術(shù)能力不足、經(jīng)營(yíng)管理水平低下等問(wèn)題提出了新的思路。

1 云制造的服務(wù)

    1.1 服務(wù)資源的類型

    云計(jì)算共享的是計(jì)算資源，軟件、平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施是云計(jì)算的3種典型服務(wù)資源。云制造則是對(duì)各類制造資源（軟件、硬件、人力）進(jìn)行共享。

    (1)硬件資源  以硬件的形式提供的硬制造資源，包括機(jī)床、加工中心等加工設(shè)備、試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備、仿真設(shè)備、計(jì)算設(shè)備等各類儀器設(shè)備；

    (2)軟件資源  以軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、信息庫(kù)、知識(shí)庫(kù)等形式提供的軟制造資源，既包括制造過(guò)程中所用到的各類軟件，又包括制造全生命周期過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)、模型、信息和知識(shí)等；

    (3)人力資源  以相關(guān)專業(yè)人員參與服務(wù)的形式所提供的虛擬化的制造資源，論證、設(shè)計(jì)、加工、經(jīng)營(yíng)、管理等活動(dòng)都離不開(kāi)入的參與。

    1.2服務(wù)內(nèi)容

    “制造即服務(wù)”是云制造的核心理念，即提供制造全生命周期各環(huán)節(jié)所需要的服務(wù)。制造全生命周期涵蓋了制造企業(yè)的日常經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)活動(dòng)，包括論證、設(shè)計(jì)、仿真、加工、檢測(cè)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)。

    (1)論證環(huán)節(jié)的服務(wù)綜合運(yùn)用各種輔助決策軟件、模型庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)人力資源，對(duì)企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃、營(yíng)銷策略、產(chǎn)品規(guī)劃等業(yè)務(wù)進(jìn)行論證，分析其可行性與預(yù)期效果；

    (2)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的服務(wù)針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供的服務(wù)，包括對(duì)輔助設(shè)計(jì)軟件的需求、對(duì)復(fù)雜分析計(jì)算的高性能計(jì)算設(shè)備的需求、對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)服務(wù)的需求；

    (3)仿真環(huán)節(jié)的服務(wù)提供產(chǎn)品仿真環(huán)節(jié)所需要仿真軟件、仿真模型和仿真設(shè)備等軟硬件仿真資源；

    (4)加工環(huán)節(jié)的服務(wù)產(chǎn)品的加工環(huán)節(jié)往往需要各種硬件資源、軟件資源和人力資源的配合。對(duì)于中小型制造企業(yè)，既缺少高端精密加工設(shè)備，工藝水平又相對(duì)較低，又缺乏專業(yè)人才。云制造服務(wù)可以很好地解決中小企業(yè)加工過(guò)程中的問(wèn)題；

    (5)檢測(cè)環(huán)節(jié)的服務(wù)  提供各種檢測(cè)設(shè)備和相關(guān)軟件的使用服務(wù)；

    (6)經(jīng)營(yíng)管理環(huán)節(jié)的服務(wù)既包括對(duì)企業(yè)的各項(xiàng)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)的軟件支持，如財(cái)務(wù)軟件、客戶關(guān)系管理軟件、ERP軟件等，也包括相關(guān)的人力資源的服務(wù)。

2 中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

    社會(huì)制造資源往往是以分散、異地、異構(gòu)的形式存在的。面向中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)，對(duì)社會(huì)制造資源進(jìn)行統(tǒng)一的封裝和調(diào)度，為中小企業(yè)提供即時(shí)的、按需的服務(wù)。

    2.1 Web Service技術(shù)

    Web Service即Web服務(wù)，是建立在HTML、XML、SOAP、UDDI等標(biāo)準(zhǔn)Web協(xié)議基礎(chǔ)上的一種面向服務(wù)的新架構(gòu)。這種架構(gòu)包括服務(wù)提供者、服務(wù)請(qǐng)求者和服務(wù)注冊(cè)中心3種角色，執(zhí)行發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和綁定3個(gè)動(dòng)作，見(jiàn)圖1。

圖1Web Service角色關(guān)系

    (1)服務(wù)提供者服務(wù)提供者設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)，并在服務(wù)注冊(cè)中心注冊(cè)。為其他服務(wù)和用戶提供自己具有的功能。在云制造服務(wù)中，軟件資源、硬件資源和人力資源的擁有者顯然是服務(wù)的提供方。但是將這些資源變成統(tǒng)一的Web服務(wù)的工作應(yīng)該由云制造服務(wù)平臺(tái)來(lái)完成；

    (2)服務(wù)請(qǐng)求者服務(wù)請(qǐng)求者就是Web服務(wù)功能的使用者，它利用SOAP消息向服務(wù)提供者發(fā)送請(qǐng)求以獲得服務(wù)。一般來(lái)說(shuō)，中小企業(yè)是服務(wù)請(qǐng)求的主體，通過(guò)服務(wù)請(qǐng)求端獲取所需的服務(wù)；

    (3)服務(wù)注冊(cè)中心。服務(wù)注冊(cè)中心將服務(wù)請(qǐng)求與相應(yīng)的服務(wù)聯(lián)系在一起，充當(dāng)管理者的角色。

    2.2基于Web Service的平臺(tái)架構(gòu)

    鑒于Web Service技術(shù)所具有的普遍性、簡(jiǎn)易性、標(biāo)準(zhǔn)性、支持的廣泛性和互操作性等特點(diǎn)，采用Web Service技術(shù)構(gòu)建中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)，具有簡(jiǎn)潔、高效、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

    架構(gòu)由資源層、云制造服務(wù)平臺(tái)和客戶層組成。從Web Service的角度，架構(gòu)也可劃分為服務(wù)請(qǐng)求者、服務(wù)注冊(cè)中心和服務(wù)提供者。資源層提供軟件制造資源、硬件制造資源和人力資源，是服務(wù)提供者的原始資源。云制造服務(wù)平臺(tái)對(duì)資源層的制造資源進(jìn)行封裝，統(tǒng)一成應(yīng)用服務(wù)組件的形式，成為服務(wù)提供者的最終形式。Web應(yīng)用服務(wù)器是云制造服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)注冊(cè)中心，進(jìn)行應(yīng)用服務(wù)組件的注冊(cè)與搜索。門(mén)戶Portal是云制造服務(wù)平臺(tái)提供給用戶的使用界面。需要平臺(tái)提供服務(wù)的中小企業(yè)通過(guò)Internet訪問(wèn)平臺(tái)，尋找適合自己的應(yīng)用服務(wù)，是服務(wù)的請(qǐng)求者，見(jiàn)圖2。

圖2 平臺(tái)架構(gòu)

3 平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

    3.1 資源虛擬化技術(shù)

    資源虛擬化實(shí)現(xiàn)從物理資源到應(yīng)用服務(wù)的抽象和映射，對(duì)物理資源的靜態(tài)屬性、動(dòng)態(tài)屬性、行為屬性及部署配置信息進(jìn)行描述，構(gòu)建具有通用接口的虛擬資源封裝組件。在資源虛擬化的過(guò)程中，必須解決不同類型的制造資源如何描述、如何封裝、如何部署、如何管理、如何通信等問(wèn)題。

    3.2 安全保證技術(shù)

    保證數(shù)據(jù)安全是中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的前提。因?yàn)樵浦圃炷Ｊ绞腔�于Internet的，但是現(xiàn)階段Internet上存在很多的不安全因素，使得很多用戶對(duì)通過(guò)Internet進(jìn)行商業(yè)活動(dòng)心存疑慮，制約了云制造模式的發(fā)展。因此數(shù)據(jù)安全問(wèn)題是每一個(gè)云制造服務(wù)平臺(tái)都應(yīng)優(yōu)先考慮的問(wèn)題。

    3.3 收費(fèi)模式

    現(xiàn)有的收費(fèi)模式常用的有以下幾種：

    (1)硬件注冊(cè)制根據(jù)客戶端、處理器、用戶數(shù)收費(fèi)；

    (2)計(jì)時(shí)制和包月制。根據(jù)用戶的使用時(shí)間進(jìn)行計(jì)費(fèi)；

    (3)軟件租賃方式根據(jù)用戶租賃軟件的時(shí)間單位計(jì)費(fèi)。

    如何對(duì)云制造服務(wù)平臺(tái)提供的服務(wù)進(jìn)行合理地收費(fèi)，從而提高中小企業(yè)的參與熱情，是平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

4 結(jié)語(yǔ)

    中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)是中小企業(yè)分享社會(huì)制造資源，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑，具有廣闊的發(fā)展前景。中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)的發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期的漸進(jìn)過(guò)程，在國(guó)內(nèi)剛剛起步，在國(guó)際上也屬研究前沿。基于Web Service技術(shù)構(gòu)建了一種簡(jiǎn)單、高效、易于實(shí)現(xiàn)的中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)，對(duì)資源虛擬化、安全保證、收費(fèi)模式等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了闡述。
 

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本文標(biāo)題：面向中小企業(yè)的云制造服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建

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