智能制造时代的工业研发云

一、引言

    第四次工业革命及其思辨热潮正在席卷政、产、学、研、用等各界，德国基于本国制造业技术优势提出“工业4.0”概念，美国则依靠其互联网产业创新优势提出“工业互联网”理念并希冀重振美国制造业，而我国在制造业转型升级的严峻背景下提出了“中国制造2025”行动纲领，部署全面推进实施制造强国战略。虽然各国关于工业革命创新道路的提法各异，但是其本质内容是一致的，都指向了同一个核心，那就是“智能制造”。

    在智能制造体系中，研发设计依然是核心环节，是先进制造业核心竞争力的源泉，云计算则是21世纪以来最重要的信息化技术革命，如何将这两者密切耦合，合力打造智能制造时代的工业研发云，切实提升研发工作效率，甚至推动企业创新生产经营模式，已经成为国内众多创新型企业及科研院所的重要课题。

    本文所讨论的研发云，专指在先进制造业领域，基于云计算基础架构及相关技术，针对研发设计业务需求，具备办公、设计以及仿真等在线服务能力，囊括资源、数据、知识等业务管理功能，全面优化企业级研发数据生产过程的综合型管理平台。

图1 工业4.0九大支柱技术

二、发展阶段

    智能制造时代，研发云的建设与发展将呈现阶段性特征，可以根据建设驱动力的差异将其划分为三个阶段，不同阶段具备不同的工作重点与应用价值：

    （一）需求驱动

    这是研发云发展的初级阶段，主要驱动力来自于企业内部成本需求及外部宏观环境刺激。
信息化部门通过梳理当前IT资源瓶颈及建设需求，着眼于IT建设及运维成本控制，侧重于云计算基础架构建设工作。

    这一阶段的研发云基础建设工作主要解决以下四点需求：

    1）硬件性能优化

    先进制造业的产品、工程设计业务对计算机图形处理及实时渲染能力的要求不断提升，而多学科数值仿真业务对计算机大规模计算能力的需求也在持续升级，因此研发云建设过程中，硬件性能的增强与优化必然成为主要关注点；

    2）软件成本控制

    工业设计、仿真软件的授权购置单价非常昂贵，企业研发的软件配置需求却随着自主创新进程而日益强烈，云计算的弹性架构及动态调度技术可实现软件授权许可的动态调度与分时共享，为企业节省大量软件购置成本，这已经成为研发云不可忽视的重要作用；

    3）基础设施升级

    研发云的建设过程涉及服务器、工作站、网络、存储等多种类型基础设施，是针对企业IT基础设施的全面梳理、优化与升级过程，这个过程同时在促使企业信息化的选型思路从传统的性能指标选型逐渐转变为面向需求的系统适配选型；

    4）宏观环境匹配

    当前IT业界的虚拟化技术、高性能计算等先进技术发展如火如荼，工业4.0变革浪潮也汹涌而至，先进制造企业正在加速向“服务型制造”业态转化，研发云建设工作是企业匹配宏观环境发展进程的重要举措。

    （二）效率驱动

    这是研发云发展的成熟阶段，主要驱动力来自于企业研发业务的效率需求。

    基于第一阶段所构建的云计算基础架构，研发部门针对业务需求提出进一步的建设目标，核心是提升研发数据生产效率，而信息部门则负责云平台管理系统的设计与优化，侧重于将云计算能力耦合融入研发业务管理系统。