中国云计算应用丛书--智慧制造云（李伯虎）97871223**692

“智慧制造云”是继作者团队于2009年提出并实践“云制造（云制造1.0)”理念后，又基于2012年提出“智慧云制造（云制造2.0）”新理念构成的一种适应当今新时代，并具有中国特色的智能制造系统。《智慧制造云》给出智慧制造云的概念模型、体系架构、技术特征、知识/技术体系框架；详细讲述了实施智慧制造云有关的10类关键技术，论述了智慧制造云是云计算在制造领域的落地和拓展，是一种“新互联网+云计算+大数据+人工智能+”时代的具有中国特色的智能制造系统。《智慧制造云》中还给出了智慧制造云的实施范例——“航天云网”的实践与应用。书末简要介绍了智慧制造云的国内外研究与实践现状并提出了其持续发展的建议。本书有助于读者对中国制造业向智能制造转型升级的思考与实践。

李伯虎，中国工程院院士，博士生导师。现任航天科工集团公司二院科技委员会常务副主任；航天科工集团公司科技委员会顾问；航天科工集团信息化专家组长；总装备部科技委兼职委员暨总装备部仿真专业组顾问；国家863计划自动化领域专家委员及现代集成制造系统主题专家组组长；国家863计划监督委员会委员等。 李伯虎院士长期从事计算机仿真与计算机集成制造系统技术研究开发和应用工作。研究成果获国家科技进步一等奖1个（北京仿真中心工程，1995年）；国家科技进步二等奖3个（1.综合平台仿真示范系统，2003年；2.XX关键零部件柔性设计制造一体化系统研究，2004年；3.XX综合仿真示范系统，2009年），部级科技进步奖14个；2012年获国际建模与仿真学会【the Society for Modeling and Simulation International（SCS）】授予的“终身成就奖”【SCS Life time Achievement A***d(SCS Modeling and Simulation Hall of Fame)】。近期研究领域为复杂系统建模与仿真，复杂产品集成制造系统、云仿真与云制造等。

• **章现代制造技术的新发展11．1制造业与制造11．2国外制造业的新发展11．2．1各国纷纷推出振兴制造业的国家战略与计划11．2．2制造业信息化技术发展趋势51．3我国制造业发展的挑战与对策71．3．1我国制造业发展的挑战71．3．2我国制造业发展的对策101．4本章小结13参考文献13第2章智慧制造云概论162．1智慧云制造范式及智慧制造云内涵162．2智慧制造云概念模型162．3智慧制造云体系结构182．4智慧制造云服务对象与内容222．5智慧制造云的技术（知识）体系242．6智慧制造云的技术特征282．7本章小结33参考文献33第3章智慧制造云总体技术343．1概述343．2智慧制造云模式343．3智慧制造云商业模式383．3．1智慧制造云客户分析383．3．2智慧制造云商业模式总体架构393．3．3智慧制造云典型商业模式403．4系统开发与应用实施技术423．4．1系统架构技术423．4．2系统集成技术453．4．3标准化技术483．4．4实施原则及流程503．5智慧制造云扩散机制513．5．1智慧制造云的基本扩散过程513．5．2智慧制造云的扩散动力523．6本章小结52参考文献53第4章智慧制造云支撑平台技术544．1智慧制造云总体体系架构544．2智慧资源/产品/能力层544．3智慧感知/接入/通讯层5**．3．1智慧感知技术框架5**．3．2新互联网络5**．3．3装备与产线智能化改造接入5**．3．4边缘计算574．4智慧虚拟资源/产品/能力层574．4．1智慧云制造模式下资源/产品/能力管理需求574．4．2智慧云制造资源/能力虚拟化服务化技术604．4．3虚拟化智慧制造产品技术684．5云服务支撑功能层684．5．1IaaS/DaaS/PaaS/SaaS/MCaaS684．5．2微服务与协同流程服务技术694．5．3工业大数据引擎技术694．5．4人工智能引擎技术694．5．5仿真引擎技术704．5．6产品生命周期智慧云服务技术（智慧云设计/云生产/云仿真与试验/云管理/云售后服务技术）704．6智慧用户界面层714．6．1基于普适计算的个性化服务界面定制模式714．6．2智慧制造云个性化服务界面定制技术724．7智慧云服务应用层734．8云安全技术744．9本章小结74参考文献74第5章智慧制造云中的大数据技术765．1概述765．1．1智慧制造云中大数据的来源765．1．2智慧制造云中大数据的特征785．1．3智慧制造云中大数据的分类795．1．4智慧制造云中大数据的价值795．2智慧制造云大数据子平台805．2．1智慧制造云大数据子平台功能架构805．2．2智慧制造云大数据子平台技术架构815．3智慧制造云大数据关键技术及解决方案815．3．1大数据集成与清洗技术825．3．2大数据存储与管理技术835．3．3大数据分析与挖掘技术865．3．4大数据可视化技术885．3．5大数据标准与质量体系技术905．3．6大数据安全技术905．4本章小结92参考文献92第6章智慧设计云技术946．1概述946．1．1智慧设计云的需求946．1．2智慧设计云的新模式、新手段和新业态966．1．3智慧设计云包含的技术996．2智慧设计云的系统架构996．3云并行工程总体技术101*．*智慧云CAX/DFX技术101*．*．1智慧云CAX/DFX技术应用需求102*．*．2智慧云CAX/DFX资源云共享102*．*．3智慧云CAX/DFX的智能设计1026．5虚拟样机云设计技术1056．5．1虚拟样机设计数据流描述1056．5．2基于软总线的数据驱动设计1076．5．3虚拟样机云设计环境构建1086．6基于大数据的云设计技术1096．6．1面向概念设计的大数据技术1106．6．2面向详细设计的大数据技术1106．6．3面向设计验证的大数据技术1126．*．*设计大数据基础管理技术1126．7本章小结115参考文献115第7章智慧生产与装备云技术1167．1概述1167．1．1智慧生产与装备云的需求1167．1．2智慧生产与装备云的新模式、新手段和新业态1167．1．3智慧生产与装备云包含的技术1187．2智慧生产与装备云的系统架构1197．3云工艺技术1207．3．1智慧云工艺概述1207．3．2工艺设计的服务粒度与云工艺服务模式分类1217．3．3智慧云工艺设计的实现技术1237．3．4智慧云工艺的应用案例1257．4云数控技术1277．4．1云数控概述1277．4．2云数控系统整体架构1287．4．3云数控大数据处理系统1297．4．4基于云数控的大数据机床CPS模型1307．5云3D打印技术1317．5．1云3D打印概述1317．5．2云3D打印服务平台的技术特征1317．5．3云3D打印服务平台的总体架构1327．5．4云3D打印服务平台技术体系1347．6云机器人1377．6．1云机器人概述1377．6．2云机器人的概念与内涵1377．6．3云机器人的技术特征1387．*．*云机器人在智慧制造中的典型应用1397．7本章小结140参考文献141第**智慧仿真与试验云技术1438．1概述1438．1．1智慧仿真与试验云的需求1438．1．2智慧仿真与试验云的新模式、新手段和新业态1448．1．3智慧仿真与试验云包含的技术1478．2智慧仿真与试验云的系统架构1498．3复杂系统建模语言技术1498．3．1概念、内涵与现状1498．3．2复杂系统建模语言体系结构1518．3．3复杂系统建模方法1518．3．4复杂系统建模语言文本规范1548．3．5复杂系统建模语言高效动态编译技术1568．4云仿真技术1578．4．1概念、内涵与现状1578．4．2云仿真资源管理技术1588．4．3云仿真环境构建技术1628．5云试验技术1658．5．1内涵与现状1658．5．2基于反射内存网络的试验平台架构1658．5．3试验系统实时运行管理技术1688．6智慧仿真与试验云的进一步发展1728．7本章小结173参考文献173第9章智慧经营管理云技术1769．1概述1769．1．1智慧经营管理云的需求1769．1．2智慧经营管理云的新模式、新手段和新业态1769．1．3智慧经营管理云包含的技术1799．2智慧经营管理云的系统架构1809．3云营销技术1809．3．1智慧制造云下的云营销管理需求1809．3．2云营销链管理新模式和新业态1829．3．3云营销管理的特点1869．4云售后技术1869．4．1智慧制造云下的售后链管理需求1879．4．2云售后链管理新模式和新业态18**．4．3云售后链管理的特点1929．5云供应链技术1929．5．1智慧制造云下的供应链管理需求1939．5．2云供应链新模式和新业态1949．5．3云供应链管理的特点****．6云企业管理技术1999．6．1智慧制造云环境下的企业管理需求1999．6．2智慧制造云下的企业管理新模式和新业态2009．7智慧经营管理云的实施2049．8本章小结204参考文献205**0章智慧质量管理云技术20610．1概述20610．1．1智慧质量管理云的需求20610．1．2智慧质量管理云的新模式、新手段和新业态20710．1．3智慧质量管理云包含的技术20910．2智慧质量管理云平台的系统架构21010．3云制造环境下的数字化云检验技术21210．3．1云检验平台的体系框架21310．3．2面向云检验服务的基础数据模型21610．3．3云检验典型应用场景与应用流程21710．4基于数字化云检验的制造服务质量可信性评价技术22010．5本章小结224参考文献224**1章智慧运维保障云技术22611．1概述22611．1．1智慧运维保障云的需求22611．1．2智慧运维保障云的新模式、新手段和新业态22711．1．3智慧运维保障云包含的技术23011．2智慧运维保障云的系统架构23011．3智能诊断技术23211．4远程技术支援技术23211．5交互式电子技术手册技术23311．6虚拟训练技术23511．7装备健康管理技术23611．8本章小结238参考文献238**2章智慧制造云中的安全技术23912．1智慧制造云安全概述23912．1．1智慧制造云安全概念23912．1．2智慧制造云安全挑战24012．1．3国内外云安全研究现状24112．2智慧制造云安全的需求24212．2．1云制造平台安全需求24212．2．2制造资源物联网安全需求24412．2．3工业网与“云”互联安全需求24512．3智慧制造云安全的系统架构24612．4智慧制造云安全关键技术24812．4．1智慧制造云基础安全技术24812．4．2智慧制造云服务安全技术24912．4．3智慧制造云虚拟化安全技术25012．4．4智慧制造云商业化安全技术25112．4．5制造资源与“云”互联安全技术25212．5本章小结253参考文献253**3章智慧制造云是一种“新互联网+云计算+大数据+人工智能+”时代的智能制造系统25513．1“新互联网+云计算+大数据+人工智能+”新时代25513．2制造云1．025613．2．1制造云1．0的内涵25613．2．2制造云1．0的概念模型25613．2．3制造云1．0的体系结构25713．3智慧制造云（制造云2．0）的发展25913．3．1智慧制造云是计算云在制造领域的落地和延伸25913．3．2智慧制造云是“新互联网+云计算+大数据+人工智能+”制造业的一种新模式、新手段和新业态26113．3．3智慧制造云（制造云2．0）发展了制造云1．026213．4智慧制造云与工业4．0、工业互联网的比较26313．5本章小结265参考文献265**4章智慧制造云的实践——航天云网26614．1航天云网概述26614．1．1航天云网云制造范式26614．1．2航天云网概念模型26914．1．3服务价值体系27014．1．4技术知识体系27214．2INDICS架构与实践27314．2．1INDICS总体架构27314．2．2公用网络平台27514．2．3专用网络平台（专有云）27814．2．4国际工业互联网平台28014．3CMSS云制造支撑系统28214．3．1体系架构28214．3．2生态构建28614．3．3商业模式28814．4产品服务体系2**14．4．1资源、产品、能力层2**14．4．2云服务支撑功能层29014．4．3云服务应用层29214．5平台应用概况29514．5．1“三朵云”应用概况29514．5．2纵向系统应用概况29614．5．3未来应用展望29614．6本章小结297参考文献297**5章智慧制造云的应用范例29815．1车间云应用案例29815．1．1航天企业智能云车间29815．1．2高端电器连接件装配智能车间30215．2企业云应用案例30615．2．1航天复杂产品跨企业协同研制应用案例30615．2．2航天某院面向航天复杂产品的全生命周期管理优化31415．3行业云应用案例31815．3．1能源行业的服务云应用31815．3．2工业机器人行业应用案例32115．4区域云应用案例——贵州工业云服务平台32415．5本章小结328参考文献328**6章智慧制造云的发展及展望32916．1智慧制造云的发展32916．1．1中国云制造技术研究形成了热点32916．1．2国外积极开展了云制造技术研究与实践33116．1．3“阶段成果应用”初见成效33216．1．4云制造“产业”开始起步33616．2智慧制造云的展望33716．2．1技术拓展研究33716．2．2产业化发展34316．2．3深化应用实施34416．3本章小结344参考文献345