一、引言

    第四次工業(yè)革命及其思辨熱潮正在席卷政、產(chǎn)、學(xué)、研、用等各界，德國基于本國制造業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)提出“工業(yè)4.0”概念，美國則依靠其互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”理念并希冀重振美國制造業(yè)，而我國在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的嚴(yán)峻背景下提出了“中國制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。雖然各國關(guān)于工業(yè)革命創(chuàng)新道路的提法各異，但是其本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向了同一個(gè)核心，那就是“智能制造”。

    在智能制造體系中，研發(fā)設(shè)計(jì)依然是核心環(huán)節(jié)，是先進(jìn)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的源泉，云計(jì)算則是21世紀(jì)以來最重要的信息化技術(shù)革命，如何將這兩者密切耦合，合力打造智能制造時(shí)代的工業(yè)研發(fā)云，切實(shí)提升研發(fā)工作效率，甚至推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，已經(jīng)成為國內(nèi)眾多創(chuàng)新型企業(yè)及科研院所的重要課題。

    本文所討論的研發(fā)云，專指在先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域，基于云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)，針對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)需求，具備辦公、設(shè)計(jì)以及仿真等在線服務(wù)能力，囊括資源、數(shù)據(jù)、知識(shí)等業(yè)務(wù)管理功能，全面優(yōu)化企業(yè)級(jí)研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程的綜合型管理平臺(tái)。

二、發(fā)展階段

    智能制造時(shí)代，研發(fā)云的建設(shè)與發(fā)展將呈現(xiàn)階段性特征，可以根據(jù)建設(shè)驅(qū)動(dòng)力的差異將其劃分為三個(gè)階段，不同階段具備不同的工作重點(diǎn)與應(yīng)用價(jià)值：

    （一）需求驅(qū)動(dòng)

    這是研發(fā)云發(fā)展的初級(jí)階段，主要驅(qū)動(dòng)力來自于企業(yè)內(nèi)部成本需求及外部宏觀環(huán)境刺激。

信息化部門通過梳理當(dāng)前IT資源瓶頸及建設(shè)需求，著眼于IT建設(shè)及運(yùn)維成本控制，側(cè)重于云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)工作。

    這一階段的研發(fā)云基礎(chǔ)建設(shè)工作主要解決以下四點(diǎn)需求：

    1）硬件性能優(yōu)化

    先進(jìn)制造業(yè)的產(chǎn)品、工程設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)對(duì)計(jì)算機(jī)圖形處理及實(shí)時(shí)渲染能力的要求不斷提升，而多學(xué)科數(shù)值仿真業(yè)務(wù)對(duì)計(jì)算機(jī)大規(guī)模計(jì)算能力的需求也在持續(xù)升級(jí)，因此研發(fā)云建設(shè)過程中，硬件性能的增強(qiáng)與優(yōu)化必然成為主要關(guān)注點(diǎn)；

    2）軟件成本控制

    工業(yè)設(shè)計(jì)、仿真軟件的授權(quán)購置單價(jià)非常昂貴，企業(yè)研發(fā)的軟件配置需求卻隨著自主創(chuàng)新進(jìn)程而日益強(qiáng)烈，云計(jì)算的彈性架構(gòu)及動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)可實(shí)現(xiàn)軟件授權(quán)許可的動(dòng)態(tài)調(diào)度與分時(shí)共享，為企業(yè)節(jié)省大量軟件購置成本，這已經(jīng)成為研發(fā)云不可忽視的重要作用；

    3）基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)

    研發(fā)云的建設(shè)過程涉及服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等多種類型基礎(chǔ)設(shè)施，是針對(duì)企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施的全面梳理、優(yōu)化與升級(jí)過程，這個(gè)過程同時(shí)在促使企業(yè)信息化的選型思路從傳統(tǒng)的性能指標(biāo)選型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛐枨蟮南到y(tǒng)適配選型；

    4）宏觀環(huán)境匹配

    當(dāng)前IT業(yè)界的虛擬化技術(shù)、高性能計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展如火如荼，工業(yè)4.0變革浪潮也洶涌而至，先進(jìn)制造企業(yè)正在加速向“服務(wù)型制造”業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)化，研發(fā)云建設(shè)工作是企業(yè)匹配宏觀環(huán)境發(fā)展進(jìn)程的重要舉措。

    （二）效率驅(qū)動(dòng)

    這是研發(fā)云發(fā)展的成熟階段，主要驅(qū)動(dòng)力來自于企業(yè)研發(fā)業(yè)務(wù)的效率需求。

    基于第一階段所構(gòu)建的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，研發(fā)部門針對(duì)業(yè)務(wù)需求提出進(jìn)一步的建設(shè)目標(biāo)，核心是提升研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率，而信息部門則負(fù)責(zé)云平臺(tái)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，側(cè)重于將云計(jì)算能力耦合融入研發(fā)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

 這一階段的研發(fā)云平臺(tái)應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下四個(gè)主要方面：

    1）資源運(yùn)維能力

    信息部門的計(jì)算資源運(yùn)維工作從面向基礎(chǔ)架構(gòu)轉(zhuǎn)變成為面向業(yè)務(wù)需求，更加貼合項(xiàng)目組、業(yè)務(wù)部門的實(shí)際需求進(jìn)行資源運(yùn)維，服務(wù)等級(jí)根據(jù)項(xiàng)目、業(yè)務(wù)的重要性進(jìn)行差異化，進(jìn)一步增強(qiáng)運(yùn)維人員遠(yuǎn)程在線管控能力，切實(shí)保障研發(fā)計(jì)算基本效率。

    2）數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率

    研發(fā)云作為設(shè)計(jì)、仿真業(yè)務(wù)體系中的數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺(tái)，將傳統(tǒng)的客戶端生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧谢a(chǎn)模式，云平臺(tái)管理系統(tǒng)將進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，減少數(shù)據(jù)遷移及相關(guān)成本，增強(qiáng)研發(fā)數(shù)據(jù)在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的分享與復(fù)用，有效提升研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率。

    3）知識(shí)發(fā)展空間

    作為研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)資源架構(gòu)，研發(fā)云平臺(tái)必然成為跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集散區(qū)域，基于這些非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，云平臺(tái)管理系統(tǒng)將有便利進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與知識(shí)挖掘，形成突破傳統(tǒng)視角的研發(fā)知識(shí)發(fā)展空間，幫助資源服務(wù)能力進(jìn)化為知識(shí)服務(wù)能力，進(jìn)一步拓展研發(fā)知識(shí)生產(chǎn)效率。

    4）業(yè)務(wù)支持引擎

    研發(fā)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)將研發(fā)云平臺(tái)視為工具引擎，通過系統(tǒng)接口的開放，研發(fā)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)可直接調(diào)用云平臺(tái)所管轄的軟件工具與硬件資源，并可實(shí)時(shí)追蹤、監(jiān)控研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)狀態(tài)，研發(fā)云平臺(tái)管理系統(tǒng)呈現(xiàn)透明化特征，輔助增強(qiáng)研發(fā)流程生產(chǎn)效率。

    （三）創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)

    這是研發(fā)云發(fā)展的質(zhì)變階段，主要驅(qū)動(dòng)力來自于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式的創(chuàng)新需求。

    積累成熟的云平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)之后，在企業(yè)外部市場(chǎng)條件的刺激之下，企業(yè)管理層將著力進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)思生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式創(chuàng)新規(guī)劃及戰(zhàn)略，研發(fā)部門則需要順應(yīng)變革趨勢(shì)，并提出研發(fā)模式重構(gòu)計(jì)劃，信息部門即可進(jìn)一步優(yōu)化研發(fā)云平臺(tái)的架構(gòu)、功能及服務(wù)流程，力求促使云平臺(tái)產(chǎn)生智慧研發(fā)輔助能力。

    這一階段的研發(fā)云平臺(tái)發(fā)展的創(chuàng)新點(diǎn)可能出現(xiàn)在以下四個(gè)方向：

    1）預(yù)測(cè)型資源供應(yīng)

    研發(fā)云平臺(tái)通過積累資源利用數(shù)據(jù)，可以分析用戶行為習(xí)慣，進(jìn)而可以發(fā)展資源需求動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型，通過構(gòu)建彈性資源供應(yīng)體系，研發(fā)云可智能調(diào)節(jié)計(jì)算資源供應(yīng)能力，甚至提前預(yù)知需求峰谷，進(jìn)一步提升研發(fā)服務(wù)保障能力。

    2）系統(tǒng)化資源組件

    研發(fā)云平臺(tái)通過自身的管理系統(tǒng)及其開發(fā)接口，可以向以研發(fā)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)為代表的第三方平臺(tái)提供資源服務(wù)，并逐漸擴(kuò)展至企業(yè)辦公、項(xiàng)目管理、外部協(xié)作、客戶服務(wù)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，形成企業(yè)級(jí)統(tǒng)一資源服務(wù)組件。

    3）外向型服務(wù)平臺(tái)

    在智能制造時(shí)代，企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新能力將不僅僅限于沉寂于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，必然更多參與產(chǎn)品全生命周期中的其他環(huán)節(jié)，由于研發(fā)云平臺(tái)的數(shù)據(jù)安全、集中管控等先天優(yōu)勢(shì)，企業(yè)可以基于研發(fā)云開拓外向型在線服務(wù)平臺(tái)，高效輸出企業(yè)創(chuàng)新能力，協(xié)助打造企業(yè)優(yōu)勢(shì)品牌。

    4）漸進(jìn)式流程再造

    在云計(jì)算時(shí)代，企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新流程正在由“資源驅(qū)動(dòng)”向“知識(shí)驅(qū)動(dòng)”進(jìn)行轉(zhuǎn)型，伴隨云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟與應(yīng)用，企業(yè)的研發(fā)工作將會(huì)迎來流程再造的重要機(jī)遇，研發(fā)協(xié)同、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)融合將會(huì)在研發(fā)云的基礎(chǔ)之上結(jié)出令人欣喜的累累碩果。

三、研究熱點(diǎn)

    工業(yè)研發(fā)云平臺(tái)所涉及的技術(shù)比較繁雜，囿限于筆者的學(xué)識(shí)經(jīng)驗(yàn)，本文僅從上海泛云信息科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“泛云科技”）的項(xiàng)目案例，以及合作伙伴及用戶企業(yè)的交流探討之中，擷取片言只語與業(yè)內(nèi)同仁分享，希望可以幫助諸位開拓思路。

    根據(jù)核心管理對(duì)象的差異，我們可以將研發(fā)云的設(shè)計(jì)與實(shí)踐工作劃分為以下三種方向類型，并且具備不同的研究熱點(diǎn)：

    1、資源管理

    泛云科技針對(duì)資源管理型的研發(fā)云，提出了企業(yè)計(jì)算資源計(jì)劃（Enterprise Computing Resource Planning，簡(jiǎn)稱ECRP）的概念，承襲ERP系統(tǒng)化管理理念，以企業(yè)級(jí)軟、硬件資源作為管理對(duì)象，利用信息技術(shù)構(gòu)建計(jì)算資源統(tǒng)一服務(wù)、調(diào)度、監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)及需求預(yù)測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)計(jì)算資源全生命周期管理，進(jìn)而為企業(yè)管理層提供決策輔助信息。

資源管理型研發(fā)云平臺(tái)的研究熱點(diǎn)涉及虛擬化、集群計(jì)算、存儲(chǔ)業(yè)務(wù)流、許可證監(jiān)控、運(yùn)維監(jiān)控、行為分析等技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用模式，當(dāng)前泛云科技已經(jīng)參與建設(shè)了一批較為成功的工業(yè)研發(fā)云樣本工程，其中包括北京市計(jì)算中心主持建設(shè)的云鏈工業(yè)云、上海核工程研究設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)仿真云彈性平臺(tái)等等。

    2、數(shù)據(jù)管理

    數(shù)據(jù)管理是工業(yè)研發(fā)云的重要功能，主要管理對(duì)象是工業(yè)研發(fā)過程中產(chǎn)生的大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)圖紙、仿真模型、產(chǎn)品文檔等等。數(shù)據(jù)管理型研發(fā)云平臺(tái)的研究熱點(diǎn)涉及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的生命周期控制、存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)及分級(jí)管控、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，國內(nèi)有一批工業(yè)研究設(shè)計(jì)院正在開展相關(guān)應(yīng)用研究，但是需要注意的是研發(fā)云平臺(tái)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的定位區(qū)分與接口耦合。

    3、知識(shí)管理

    泛化的知識(shí)采集能力將是工業(yè)研發(fā)云的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，有別于傳統(tǒng)的企業(yè)知識(shí)管理體系，研發(fā)云可引入互聯(lián)網(wǎng)作為外部知識(shí)源，在軟件工具集成的層面積累并形成基于工具的知識(shí)集，在項(xiàng)目協(xié)同調(diào)控的層面積累并形成基于項(xiàng)目的知識(shí)集，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的層面積累并形成基于產(chǎn)品的知識(shí)……依此規(guī)律拓展，研發(fā)云的知識(shí)積累將是多層次、多維度的能力，同時(shí)輔以大數(shù)據(jù)分析與知識(shí)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，將為企業(yè)創(chuàng)新帶來不可估量的驅(qū)動(dòng)力。

四、總結(jié)

    綜上所述，工業(yè)研發(fā)云不僅僅局限于云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的基本功能，更可以提升企業(yè)研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率，優(yōu)化研發(fā)數(shù)據(jù)管控能力，并且進(jìn)一步完善研發(fā)知識(shí)管理體系，甚至輔助拓展企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，充分契合《中國制造2025》關(guān)于“推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合”的國家戰(zhàn)略。

    智能制造時(shí)代，中國先進(jìn)制造業(yè)必須緊密圍繞研發(fā)創(chuàng)新需求，放眼于積極配合企業(yè)未來生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，在此歷史機(jī)遇與變革浪潮中，工業(yè)研發(fā)云必將成為工業(yè)研發(fā)環(huán)節(jié)流程再造的核心要素。