21世紀以來，以計算機網(wǎng)絡技術(shù)為代表的信息技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，世界經(jīng)濟進入了網(wǎng)絡化經(jīng)濟時代。這對于各個行業(yè)來講都是一次巨大的變革，尤其給制造業(yè)帶來了更多的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的制造思想己經(jīng)不再能滿足現(xiàn)代“動態(tài)多變”市場需求了。在這種背景下，敏捷制造、網(wǎng)絡化制造和面向服務的制造等一系列先進的制造模式應運而生。近年來，隨著云計算等信息技術(shù)的快速發(fā)展，在敏捷制造、網(wǎng)絡化制造和面向服務制造的基礎上，又出現(xiàn)了一種更新的制造模式—云制造。作為一種嶄新的制造理念，云制造的內(nèi)涵是什么，它與其他先進制造模式有什么區(qū)別與聯(lián)系?這將成為木文接下來要探討的主要內(nèi)容。
一、相關(guān)先進制造模式介紹
(一)敏捷制造
敏捷制造一詞最早出現(xiàn)于1991年由美國里海大學(Lehigh Uniersity)雅可卡(Lacocca)研究所聯(lián)合通用汽車公司(GM)、波音公司、IBM等15家大公司共同研究編寫的《21世紀制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略報告》。作為一種新的制造模式，敏捷制造一經(jīng)提出，便迅速得到了美國社會各界人士廣泛關(guān)注，并很快成為理論研究的熱點。然而，對于“敏捷制造”的內(nèi)涵不同的研究者有不同的理解，其中頗具代表性的主要有:Booth R, Cheng K等認為敏捷制造是為了使組織和設備更宮有彈性和靈活性，將包括人員、技術(shù)和組織在內(nèi)的所有可用資源整合到自然協(xié)調(diào)的獨立系統(tǒng)中，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，井對任何突現(xiàn)的市場機會做出快速響應;Huang，Yusuf等認為敏捷制造是一種新的生產(chǎn)管理哲學，企業(yè)在全球化市場的競爭壓力和利益驅(qū)動，通過對可重構(gòu)資源和最佳實踐的集成提供用戶需求的產(chǎn)品(包括服務)，從而在迅速變化的市場環(huán)境中獲取競爭優(yōu)勢。
虛擬企業(yè)(或稱虛擬組織、動態(tài)聯(lián)盟等)是敏捷制造的主要應用模式。對于虛擬企業(yè)的內(nèi)涵，國內(nèi)外研究者并沒有達成共識。綜合國內(nèi)外學者的主要觀點，木文認為虛擬企業(yè)是一種企業(yè)間的暫時性聯(lián)盟形式，是指當市場出現(xiàn)新機遇時，不同企業(yè)各自發(fā)揮自己的競爭優(yōu)勢，共同開發(fā)一種或幾種產(chǎn)品，并最終推向市場，期問各個加盟企業(yè)共擔成本、利潤和風險，虛擬企業(yè)的生命周期取決于產(chǎn)品市場機遇，機遇一旦消失，聯(lián)盟即行解體。
協(xié)作網(wǎng)絡作為虛擬企業(yè)的進一步發(fā)展和敏捷制造新階段的典型代表，是由在不同工作環(huán)境、文化背景下，具有不同目標的組織和人構(gòu)成的，成員之間通過網(wǎng)絡進行信息的交互，并最終通過協(xié)作來實現(xiàn)共同目標。
(二)網(wǎng)絡化制造
網(wǎng)絡化制造曾被認為是敏捷制造模式的延續(xù)和發(fā)展，但是近年來，隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展，特別是Web技術(shù)的出現(xiàn)，使得網(wǎng)絡化制造相比敏捷制造又多了一些新的含義。目前，對于網(wǎng)絡化制造的概念并沒有明確、統(tǒng)一的定義，一般可以從狹義和廣義兩個角度來理解。狹義的網(wǎng)絡化制造是指利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)分布制造資源的信息共享與整合以及制造過程的網(wǎng)絡化，這里的制造是“小制造”的概念。而廣義的網(wǎng)絡化制造是指企業(yè)為快速響應市場需求和提高競爭力，以信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)為基礎，在產(chǎn)品全生命周期各個階段中涉及制造技術(shù)和制造系統(tǒng)的總稱。這里的制造則是“大制造”的概念，涉及產(chǎn)品全生命周期各階段的制造活動及企業(yè)經(jīng)營的全過程。
制造網(wǎng)格和應用服務提供商(ASP)是網(wǎng)絡化制造的典型應用模式。網(wǎng)格技術(shù)的出現(xiàn)為通過網(wǎng)絡實現(xiàn)分散計算資源的共享與優(yōu)化配置提供了可能，同時也促進了制造業(yè)向網(wǎng)絡化、服務化的方向發(fā)展。ASP是IT外包服務的發(fā)展。網(wǎng)絡化制造模式在實際應用中，制造企業(yè)在利用公共ASP服務平臺提供的各類應用軟件的同時，圍繞企業(yè)自身業(yè)務開展一系列支持企業(yè)信息化的應用，如企業(yè)資源計劃((ERP)系統(tǒng)、供應鏈管理(SCM) ,客戶關(guān)系管理(CRM)等，優(yōu)化了企業(yè)的資源配置，提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理效率。
(三)面向服務的制造
近年來，為滿足用戶對高技術(shù)產(chǎn)品全生命周期服務的需求以及企業(yè)獲得增值服務的需要，面向服務的制造作為一種新的制造理念迅速發(fā)展，并涌現(xiàn)了一批相近的提法，如產(chǎn)品服務化、服務型制造等，其中最具代表性的是工業(yè)產(chǎn)品服務系統(tǒng)(CIPSS)和眾包生產(chǎn)。
IPSS是在產(chǎn)品服務系統(tǒng)(PSS)的基礎上提出的，它主要是針對商業(yè)領域的應用，目的是實現(xiàn)相互依賴、相互作用的產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)服務的高度集成，把產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)服務作為一個集成化的整體提供給用戶，實現(xiàn)產(chǎn)品服務提供者和使用者的“雙贏”。
眾包生產(chǎn)作為一種新的生產(chǎn)組織模式，是Jeff Howe于2006年6月首次提出的。Howe指出眾包是一種分布式的問題解決和生產(chǎn)模式，問題或任務通過互聯(lián)網(wǎng)以公開的方式分發(fā)給未知的解決方案提供者。事實上，眾包模式是外包、開源代碼等商業(yè)模式的延續(xù)和發(fā)展，是對傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)方式顛覆性的變革，它把傳統(tǒng)上由企業(yè)員工或外部機構(gòu)完成的工作，通過外包的方式分配給一個大的群體或社區(qū)來完成，能夠充分利用群體的智慧和創(chuàng)造力。
二、云制造與相關(guān)先進制造模式的比較分析
敏捷制造、網(wǎng)絡化制造與面向服務的制造體現(xiàn)的是制造理念和制造思想；而虛擬企業(yè)、協(xié)作網(wǎng)絡、制造網(wǎng)格、應用服務提供商(ASP)、工業(yè)產(chǎn)品服務系統(tǒng)(IPSS)和眾包生產(chǎn)等則是上述理念的應用模式。下面就分別從制造理念和應用模式角度，分析云制造與敏捷制造、網(wǎng)絡化制造和面向服務的制造之間的區(qū)別與聯(lián)系。
(一)云制造與敏捷制造
敏捷制造所強調(diào)的敏捷化理念是云制造所追求的目標之一，云制造利用云計算等最新的信息技術(shù)，為實現(xiàn)敏捷化提供了新的手段。在理念上，云制造還綜合了敏捷化、智能化、綠色化和服務化等思想。從應用模式角度來說，云制造與敏捷制造相比也有一定的差異。
虛擬企業(yè)與協(xié)作網(wǎng)絡是敏捷制造的兩種主要的應用模式，它們的核心思想是“聯(lián)盟”，即通過構(gòu)建企業(yè)內(nèi)或企業(yè)問的“協(xié)作聯(lián)盟”，來快速響應外界的需求，從而達到提高企業(yè)敏捷化的目標。其中虛擬企業(yè)強調(diào)“聯(lián)盟”的臨時性和動態(tài)性，協(xié)作網(wǎng)絡側(cè)重協(xié)作網(wǎng)絡組織的相對穩(wěn)定，并強調(diào)用戶參與其中。而云制造則以制造資源和制造能力的按需使用為核心，通過搭建支持海量資源統(tǒng)一管理及具有彈性架構(gòu)的云平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)松耦合、緊耦合等不同形式的協(xié)作方式、構(gòu)建不同形式的聯(lián)盟。云制造模式與前面兩者的差別主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
1、平臺開放性與動態(tài)適應性敏捷制造理念下的虛擬企業(yè)和協(xié)作網(wǎng)絡的進入約束條件較多，如企業(yè)規(guī)模、地理位置等，故其開放性較低。而在云制造模式下，云平臺是高度開放的，所有企業(yè)都能夠通過提供資源或能力白由出入。另外，與虛擬企業(yè)和協(xié)作網(wǎng)絡相比，云制造可以根據(jù)協(xié)作過程中出現(xiàn)的變化因素靈活的變更聯(lián)盟中的參與企業(yè)，增加聯(lián)盟的動態(tài)適應性和應變能力。
2、聯(lián)盟范圍與資源種類、數(shù)量由于云制造平臺的高度開放性，協(xié)作聯(lián)盟的范圍得以擴大，參與企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務的需求而自由增加。另外，云制造采用了物聯(lián)網(wǎng)等先進的資源感知接入技術(shù)，使得平臺中資源種類及數(shù)量得到極大的豐富。
(二)云制造與網(wǎng)絡化制造
就制造理念而言，云制造與網(wǎng)絡化制造基木上一致，因為云制造也是建立在網(wǎng)絡的基礎之上，從某種意義上講，云制造是網(wǎng)絡化制造的一種新的形態(tài)。但由于融合了云計算、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計算等新技術(shù)，與制造網(wǎng)格、ASP等傳統(tǒng)的網(wǎng)絡化制造模式相比，有其鮮明的特點和優(yōu)勢。制造網(wǎng)格強調(diào)網(wǎng)格技術(shù)與先進制造技術(shù)結(jié)合，通過構(gòu)建統(tǒng)一資源共享平臺實現(xiàn)分散資源的共享，但主要還是特定領域內(nèi)的設計、仿真等軟件資源的共享。與云制造相比，制造網(wǎng)格尚未涉及生產(chǎn)加工等核心制造業(yè)務，并且缺乏有效的商業(yè)運營模式。此外，制造網(wǎng)格和云制造在平臺的構(gòu)建和運行支撐技術(shù)方面也有很大的區(qū)別，制造網(wǎng)格資源共享平臺主要是以網(wǎng)格技術(shù)為支撐搭建的，平臺拓撲結(jié)構(gòu)較為單一，缺乏靈活性，而云制造服務平臺則以云計算技術(shù)為主要支撐，其平臺和系統(tǒng)架構(gòu)更加靈活，擴展性更強。
與ASP相比，云制造是主要以云計算為核心基礎架構(gòu)的，而傳統(tǒng)的ASP在技術(shù)層面上與云計算有明顯的區(qū)別。ASP主要是通過網(wǎng)絡來實現(xiàn)應用服務(即軟件資源)的托管或租賃等功能。雖然云計算中軟件即服務((SaaS)提供的主要也是以軟件資源為主，但二者在資源的提供方式和使用方式等方面有很大的差異，由于篇幅限制，此處不作詳細論述。另外，云制造在服務種類、服務模式和相關(guān)使能技術(shù)等方面與ASP也是有差異的。以服務種類為例，云制造除了基本的軟件為服務((SaaS)以外，還包括了論證為服務(AaaS )、生產(chǎn)加工為服務(FaaS)、設計為服務(DaaS)集成為服務(InaaS)、經(jīng)營管理為服務(MaaS )等。
(三)云制造與面向服務的制造
云制造本身就是面向服務的，是面向服務制造理念的一種具體體現(xiàn)。與面向服務的制造相比，云制造理念的內(nèi)涵更加豐富，如強調(diào)了制造能力的服務化和資源的按需使用等，IPSS與眾包生產(chǎn)作為面向服務的制造的代表性應用模式，其側(cè)重點有所不同，IPSS主要是從生產(chǎn)系統(tǒng)的角度出發(fā)，強調(diào)工業(yè)產(chǎn)品與服務的高度集成;眾包則是從資源組織方式的角度出發(fā)，強調(diào)通過更廣泛的社會化服務實現(xiàn)社會生產(chǎn)。
云制不僅造融合了上述面向服務制造模式的先進思想，同時也為IPSS和眾包生產(chǎn)等面向服務制造模式的實現(xiàn)提供了更加豐富的技術(shù)手段和強有力的平臺支撐，可從以下幾個方面分析:
1、從服務集成的角度在IPSS應用過程中，云制造模式為企業(yè)實現(xiàn)向用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和專業(yè)化的服務提供了平臺支持，比如在產(chǎn)品論證和設計過程中，可以利用云制造平臺中豐富的仿真服務，對用戶使用產(chǎn)品的過程進行充分仿真與模擬，并以此來調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程及零配件的選用，從而提高產(chǎn)品服務的增值能力。
2、從服務使用的角度云制造使得專業(yè)化服務的提供和使用更加便捷�；谠浦圃旆⻊掌脚_，用戶能夠按需使用各類服務，并通過網(wǎng)絡對產(chǎn)品使用過程中的各種狀態(tài)進行實時監(jiān)控。
3、從制造能力服務化的角度云制造模式將加快“通過網(wǎng)絡實現(xiàn)社會生產(chǎn)”這一眾包理念的實現(xiàn)。云制造模式不僅強調(diào)了制造資源的按需使用，還包含了制造能力的服務化，這使得更多形態(tài)的資源(服務)進入到云制造平臺，為實現(xiàn)涉及更廣泛業(yè)務、更復雜任務的眾包生產(chǎn)提供了資源基礎。
三、結(jié)語
我國著名的云制造研究專家李伯虎院十把云制造定義為:一種面向服務、高效低耗和基于知識的網(wǎng)絡化、敏捷化制造新模式和技術(shù)手段，它將促進制造的敏捷化、服務化、綠色化和智能化�？梢�，云制造是以實現(xiàn)敏捷化、服務化、智能化和綠色化為重要目標，是網(wǎng)絡化制造的新發(fā)展，是面向服務制造理念的具體體現(xiàn)。云制造借鑒了己有先進制造模式的成果，并在理念、模式、技術(shù)架構(gòu)等多方面進行了拓展。但目前關(guān)于云制造的相關(guān)研究仍處于起步階段，在模式、應用和技術(shù)等方面，都還有許多有待深入探討的空間，同時云制造是一個戰(zhàn)略性的系統(tǒng)工程，需要政、產(chǎn)、學、研的共同努力。
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