2015雲計算與工業4.0：國內首個工業雲你知道麼？

在2015年1月底舉行的2014年全國工業通信業發展情況通報會上，工業和資訊化部副部長毛偉明表示，資訊化和工業化融合是面對當前經濟下行壓力，突破發展瓶頸，提升國際競爭力、產業競爭力、產品競爭力的關鍵。 2015年，工信部將採取措施進一步加快兩化深度融合，其中包括實施智慧製造試點示範專項行動以及深化工業和互聯網融合即工業互聯網。

北京「雲鏈」工業SaaS雲平臺Chinahypercloud.com在北京「祥雲工程」的指導下建設，于2014年底上線，據瞭解在國內尚屬首個工業SaaS雲(軟體即服務)。 在2015年1月的「雲動力 無止境」軟通動力創新技術論壇上，北京工業技術研究院技術創新服務中心主任李哲介紹了「雲鏈平臺」。 「雲鏈平臺」集成了多款國內外主流工業設計、模擬軟體，融入多個行業先進知識和專案經驗，是為廣大的產品研發設計師和模擬工程師提供線上工具應用的專業SaaS雲平臺。 通過與北京工業技術研究院合作，軟通動力、IBM、CAXA等合作夥伴參與了國內首個工業雲北京工業雲的建設，隨後又相繼參與了河南工業雲和甘肅工業雲等專案。

工業4.0及我國面臨的挑戰

工業4.0是2013年4月份德國政府在工業展覽正式提出的戰略。 工業4.0由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界的建議和推動下形成的，並已經上升為國家級戰略。

工業4.0其實是以智慧製造為主導的第四次工業革命。 李哲認為，工業4.0主要包括三個方面的內容：第一是智慧工廠，研究智慧生產系統及過程以及網路化分散式生產設施的實現;第二是智慧生產，涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等;第三是智慧物流， 通過互聯網、物聯網等整合物流資源。

在智慧製造方面，我國目前取得了一批基礎研究成果和智慧製造技術，智慧製造裝備產業體系初步形成，國家對智慧製造的扶持力度不斷加大。 但企業的理論和技術的建設相對落後，智慧製造中長期發展戰略缺失，高端技術、高端設備、核心部件依靠進口，重硬體輕軟體的現象突出。 目前基本上關鍵的智慧設備、裝備、工業軟體都依靠進口，尤其是90%左右的工業軟體和90%的工業機器人，都需要依靠進口，而且費用昂貴。 此外，80%左右的積體電路晶片70%左右的汽車製造關鍵設備、40%左右的大型石化裝備等也需要依靠進口。

孵化國內首個工業雲

北京工業技術研究院于2011年年底成立，是由北京市科學技術研究院和北京工業大學聯合成立的一個研發和孵化機構。 北京工業技術研究院定位於產業技術的研發中心、高新技術企業的孵化中心以及企業發展的服務中心。 目前北京工業技術研究院下屬有三個中心，包括技術創新服務中心、產業技術研發中心和高新技術企業孵化中心，北京工業雲主要由技術創新服務中心負責建設。 北京工業技術研究院與德國弗勞恩霍夫協會有長期的戰略合作夥伴關係，該協會也為北京工業雲的建設出謀劃策。

據李哲介紹，技術創新服務中心的前身北京市計算中心，是成立于1973年成立的一家科研機構，服務物件涉及政府、工業、商業、教育、交通、社會事務等多個領域。

1978年，聯合國開發署向北京計算中心提供技術援助一千余萬美元，雙方共同建立了北京國際經濟合作資訊處理和培訓中心，引進了大型電腦。

2009年，開始致力於北京工業雲的建設，以服務中小企業科技創新為使命，現已經建成計算能力達200萬億次的工業雲服務平臺。

2010年，北京市計算中心開始創建「工業雲服務平臺」，明確了高性能計算和雲計算技術以及雲商業模式的落地方向。 2011年，正式依託北京市計算中心成立了技術創新服務中心，「工業雲服務平臺」成為北京市「祥雲計畫」重點示範工程專案之一。

2012年，彈性計算平臺「贏在雲端」上線運行，為「工業雲」提供IaaS層支撐。 2013年5月，北京「工業雲服務平臺」的成功經驗向全國19個省推廣。

2013年底，北京工業雲服務平臺Industrycloud.com.cn上線，同時成立了北京市「工業雲」產業聯盟。

2014年底，北京工業SaaS雲Chinahypercloud.com上線，側重以線上服務的形式向中小企業提供工業軟體和相關計算資源。

北京工業技術研究院已經成功為200多家中小企業、科研院所提供相應的計算服務，並且與國內外知名企業建立了良好的戰略合作關係。 北京工業技術研究院技術創新服務中心在研究支援中小企業的產業轉型和研發創新方面，進行了初步的探索，包括智慧研發、智慧加工和智慧裝備等三部分。

智慧研發：工業SaaS雲

北京工業雲主要服務一百人以下、註冊資金在兩千萬以下、年平均收入一千萬以下的中小企業。 北京工業技術研究院為中小企業提供包括硬體和軟體在內的資訊化資源，特別是工業設計軟體資源。 工業SaaS雲是在北京工業雲服務平臺的基礎上，把軟體和硬體資源進行封裝，再以SaaS雲服務的形式，供中小企業線上租用。 特別是工業軟體，如果直接購買獨立安裝的套裝軟體則價格非常昂貴，改用SaaS雲線上租用形式後，按使用時間付費，大幅降低了使用軟體的成本。

現在「雲鏈」平臺已經上線，中小企業可以線上享受線上購買和使用的方式，並且可線上進行察看和對帳。 在雲應用商店中，使用者可以按照實際的業務需求購買資源和服務，實現按需分配，具備線上購買、線上使用和雲端存儲等一套完整的商業模式。 雲鏈具備應用部署介面，開發者能夠將自己定制開發的應用部署于雲鏈，把雲鏈平臺打造成為一個開放的應用資源交易系統。

雲鏈平臺包括虛擬應用、高性能計算服務、工程資料管理和行業解決方案等服務類型。 其中，高性能計算服務是傳統業務，使用者只要通過在網頁提交參數和模型，就可以把高性能計算的資源請求下來，然後做大規模的平行計算。 虛擬應用則把軟體以虛擬化的形式推送給使用者，採用的是Citrix的虛擬應用交付技術，可按照使用進行計費。 工程資料管理説明工程師將產品設計和模擬過程中產生的資料進行結構化的管理。 行業解決方案則是雲鏈平臺提供基於Web模式的線上CAE定制化開發服務，面向機械機電、土木建築、機械、加工成型、家電電子、環保等行業。

雲鏈平臺還提供了工業威客。 這是一個線上交易服務平臺，專注于為工業領域提供設計、分析、實驗與檢測、工程計算等任務的發佈與承接。 平臺將通過聚焦工業類專業人才的方式，將他們的經驗、智慧、技術、知識以互聯網的方式連接在一起轉化成價值收益，線上人員基於解決問題的能力形成互動交流區。

雲鏈平臺現在總計算能力為270萬億次，網路資源包括萬兆骨幹、千兆內部網、電信、聯通、IPV4和IPV6教育網及電信國際VIP網，計算資源包括高性能計算伺服器千余台，存儲資源包括總容量超過2.7PB的日立和EMC盤陣等。 在軟體方面，可以為中小企業提供常用工業軟體服務，包括3ds Max、HFSS 32核、Maxwell 32核、UG、Ansys 512核等。 北京市計算中心還有領先的高精度噴墨型3D印表機和國內優秀的工業級低成本熔融擠壓成型3D印表機以及配套的3D掃描器，全面滿足中小企業的逆向和快速成型需求。

此外，雲鏈平臺還提供工程諮詢服務，這是一個線下的服務，可以實現靜強度和剛度計算、隔聲降噪分析、運動模擬、傳熱換熱分析、電磁相容分析、流道優化、注塑成型等，該服務目前由一個20人左右的團隊負責。

智慧加工：機械製造雲平臺

北京工業技術研究院和中國機械生產工程協會聯合了多家高校，借助高校機械加工工藝方面的知識與能力，面向智慧加工，構建了機械製造雲平臺。

這個平臺是由中國機械生產工程協會牽頭，由西交大、湖南大學等機械專業的教授、專家提供科研成果，包括資料庫、軟體系統、專家知識等，北京工業技術研究院則負責平臺的建設、開發、運維和市場運作。

機械製造雲平臺提供了磨削雲、切削雲和光整去毛刺平臺。 磨削雲實現了磨削加工資訊查詢、自動程式設計、誤差分析與補償、磨削裂紋、磨削加工過程模擬、磨削工藝優化等功能。 切削雲則實現了切削設備、切削工具、切削加工、切削過程模擬、切削參數優化、自動程式設計等功能。 光整去毛刺則分為包括超緩光磨、專家系統、拋光、模擬等在內的光整加工，以及包括機械方法、自動化方法、專家系統和模擬在內的去毛刺功能。

以磨削雲為例，企業現在大都使用數控機床，可在機械製造雲平臺上選擇加工材料、加工工具等，選擇完之後經由機械製造雲平臺提供的專家系統，根據工藝參數自動程式設計，然後連到數控機床後，將代碼直接發送給機床，進行自動化加工和生產。

智慧裝備：數位實驗室

北京工業技術研究院還在智慧裝備方面進行探索，成立了數位化實驗室。 目前該實驗室占地200平米，主要是測試和案例展示功能，它可實現線上提交任務、狀態監控和實驗資料管理等功能。 目前的設備主要有精雕機、萬能力學試驗機、模態測試系統、高速攝像儀、跌落實驗機、紅外熱像儀、小型風洞試驗系統、落錘衝擊試驗機等實驗設備。

數位化實驗室還配備有3D列印裝置，包括快速成型輸出系統Object Eden 350和熔融擠壓快速成型輸出系統Inspire S250，目前線上能夠接收3D列印任務。 使用者只要提供模型，或者委託北京工業技術研究院設計，印表機會把3D模型列印出來之後快遞給使用者，整個使用過程非常方便。

此外，數位化實驗室還提供了快速成形的3D掃描器。 其中，大場景三維鐳射掃描器FARO Photon 120用於高清晰度及感應性迅速捕捉大範圍內的三維影像，掌上型三維掃描器Creform VIU Scan能夠實現各種三維檢測應用， 手持鐳射掃描器Holon-3DH-3M用於小型精密零部件掃描等。

北京工業技術研究院與軟通動力合作，通過API(API官方網站，API社區，API產品一覽，API應用案例)介面讓使用者自動使用雲平臺的資源，並且通過介面完成使用資源的查詢、對帳等功能。 據李哲介紹，包括北京工業雲、河南省工業雲和甘肅工業雲的合作都是採用這種模式。 李哲表示，希望繼續與軟通動力等合作夥伴合作，在工業4.0的時代共同發展我國的工業互聯網與工業雲平臺。