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、研、用等各界，德國基于本國制造業(yè)技術(shù)優(yōu)勢提出“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)型升級的嚴峻背景下提出了“中國制造2025”行動綱領(lǐng)，部署全面推進實施制造強國戰(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，都指向了同一個核心，那就是“智能制造”。

    在智能制造體系中，研發(fā)設計依然是核心環(huán)節(jié)，是先進制造業(yè)核心競爭力的源泉，云計算則是21世紀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代的工業(yè)研發(fā)云，切實提升研發(fā)工作效率，甚至推動企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)經(jīng)營模式，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，專指在先進制造業(yè)領(lǐng)域，基于云計算基礎架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)，針對研發(fā)設計業(yè)務需求，具備辦公、設計以及仿真等在線服務能力，囊括資源、數(shù)據(jù)、知識等業(yè)務管理功能，全面優(yōu)化企業(yè)級研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程的綜合型管理平臺。

二、發(fā)展階段

    智能制造時代，研發(fā)云的建設與發(fā)展將呈現(xiàn)階段性特征，可以根據(jù)建設驅(qū)動力的差異將其劃分為三個階段，不同階段具備不同的工作重點與應用價值：

    （一）需求驅(qū)動

    這是研發(fā)云發(fā)展的初級階段，主要驅(qū)動力來自于企業(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前IT資源瓶頸及建設需求，著眼于IT建設及運維成本控制，側(cè)重于云計算基礎架構(gòu)建設工作。

    這一階段的研發(fā)云基礎建設工作主要解決以下四點需求：

    1）硬件性能優(yōu)化

    先進制造業(yè)的產(chǎn)品、工程設計業(yè)務對計算機圖形處理及實時渲染能力的要求不斷提升，而多學科數(shù)值仿真業(yè)務對計算機大規(guī)模計算能力的需求也在持續(xù)升級，因此研發(fā)云建設過程中，硬件性能的增強與優(yōu)化必然成為主要關(guān)注點；

    2）軟件成本控制

    工業(yè)設計、仿真軟件的授權(quán)購置單價非常昂貴，企業(yè)研發(fā)的軟件配置需求卻隨著自主創(chuàng)新進程而日益強烈，云計算的彈性架構(gòu)及動態(tài)調(diào)度技術(shù)可實現(xiàn)軟件授權(quán)許可的動態(tài)調(diào)度與分時共享，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）基礎設施升級

    研發(fā)云的建設過程涉及服務器、工作站、網(wǎng)絡、存儲等多種類型基礎設施，是針對企業(yè)IT基礎設施的全面梳理、優(yōu)化與升級過程，這個過程同時在促使企業(yè)信息化的選型思路從傳統(tǒng)的性能指標選型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛐枨蟮南到y(tǒng)適配選型；

    4）宏觀環(huán)境匹配

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

    （二）效率驅(qū)動

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

    基于第一階段所構(gòu)建的云計算基礎架構(gòu)，研發(fā)部門針對業(yè)務需求提出進一步的建設目標，核心是提升研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率，而信息部門則負責云平臺管理系統(tǒng)的設計與優(yōu)化，側(cè)重于將云計算能力耦合融入研發(fā)業(yè)務管理系統(tǒng)。

 這一階段的研發(fā)云平臺應用價值主要體現(xiàn)在以下四個主要方面：

    1）資源運維能力

    信息部門的計算資源運維工作從面向基礎架構(gòu)轉(zhuǎn)變成為面向業(yè)務需求，更加貼合項目組、業(yè)務部門的實際需求進行資源運維，服務等級根據(jù)項目、業(yè)務的重要性進行差異化，進一步增強運維人員遠程在線管控能力，切實保障研發(fā)計算基本效率。

    2）數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率

    研發(fā)云作為設計、仿真業(yè)務體系中的數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺，將傳統(tǒng)的客戶端生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧谢a(chǎn)模式，云平臺管理系統(tǒng)將進一步優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲模式，減少數(shù)據(jù)遷移及相關(guān)成本，增強研發(fā)數(shù)據(jù)在不同業(yè)務系統(tǒng)之間的分享與復用，有效提升研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率。

    3）知識發(fā)展空間

    作為研發(fā)數(shù)據(jù)生產(chǎn)的基礎資源架構(gòu)，研發(fā)云平臺必然成為跨業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集散區(qū)域，基于這些非結(jié)構(gòu)化業(yè)務數(shù)據(jù)，云平臺管理系統(tǒng)將有便利進行大數(shù)據(jù)分析與知識挖掘，形成突破傳統(tǒng)視角的研發(fā)知識發(fā)展空間，幫助資源服務能力進化為知識服務能力，進一步拓展研發(fā)知識生產(chǎn)效率。

    4）業(yè)務支持引擎

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

    （三）創(chuàng)新驅(qū)動

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

    積累成熟的云平臺建設、應用及運維經(jīng)驗之后，在企業(yè)外部市場條件的刺激之下，企業(yè)管理層將著力進行頂層設計，構(gòu)思生產(chǎn)經(jīng)營模式創(chuàng)新規(guī)劃及戰(zhàn)略，研發(fā)部門則需要順應變革趨勢，并提出研發(fā)模式重構(gòu)計劃，信息部門即可進一步優(yōu)化研發(fā)云平臺的架構(gòu)、功能及服務流程，力求促使云平臺產(chǎn)生智慧研發(fā)輔助能力。

    這一階段的研發(fā)云平臺發(fā)展的創(chuàng)新點可能出現(xiàn)在以下四個方向：

    1）預測型資源供應

    研發(fā)云平臺通過積累資源利用數(shù)據(jù)，可以分析用戶行為習慣，進而可以發(fā)展資源需求動態(tài)預測模型，通過構(gòu)建彈性資源供應體系，研發(fā)云可智能調(diào)節(jié)計算資源供應能力，甚至提前預知需求峰谷，進一步提升研發(fā)服務保障能力。

    2）系統(tǒng)化資源組件

    研發(fā)云平臺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)務管理系統(tǒng)為代表的第三方平臺提供資源服務，并逐漸擴展至企業(yè)辦公、項目管理、外部協(xié)作、客戶服務等業(yè)務領(lǐng)域，形成企業(yè)級統(tǒng)一資源服務組件。

    3）外向型服務平臺

    在智能制造時代，企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新能力將不僅僅限于沉寂于產(chǎn)品設計階段，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)云平臺的數(shù)據(jù)安全、集中管控等先天優(yōu)勢，企業(yè)可以基于研發(fā)云開拓外向型在線服務平臺，高效輸出企業(yè)創(chuàng)新能力，協(xié)助打造企業(yè)優(yōu)勢品牌。

    4）漸進式流程再造

    在云計算時代，企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新流程正在由“資源驅(qū)動”向“知識驅(qū)動”進行轉(zhuǎn)型，伴隨云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟與應用，企業(yè)的研發(fā)工作將會迎來流程再造的重要機遇，研發(fā)協(xié)同、數(shù)據(jù)挖掘、知識融合將會在研發(fā)云的基礎之上結(jié)出令人欣喜的累累碩果。

三、研究熱點

    工業(yè)研發(fā)云平臺所涉及的技術(shù)比較繁雜，囿限于筆者的學識經(jīng)驗，本文僅從上海泛云信息科技有限公司（以下簡稱“泛云科技”）的項目案例，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)核心管理對象的差異，我們可以將研發(fā)云的設計與實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：

    1、資源管理

    泛云科技針對資源管理型的研發(fā)云，提出了企業(yè)計算資源計劃（Enterprise Computing Resource Planning，簡稱ECRP）的概念，承襲ERP系統(tǒng)化管理理念，以企業(yè)級軟、硬件資源作為管理對象，利用信息技術(shù)構(gòu)建計算資源統(tǒng)一服務、調(diào)度、監(jiān)控、統(tǒng)計及需求預測平臺，實現(xiàn)企業(yè)計算資源全生命周期管理，進而為企業(yè)管理層提供決策輔助信息。

資源管理型研發(fā)云平臺的研究熱點涉及虛擬化、集群計算、存儲業(yè)務流、許可證監(jiān)控、運維監(jiān)控、行為分析等技術(shù)及相關(guān)應用模式，當前泛云科技已經(jīng)參與建設了一批較為成功的工業(yè)研發(fā)云樣本工程，其中包括北京市計算中心主持建設的云鏈工業(yè)云、上海核工程研究設計院的設計仿真云彈性平臺等等。

    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)，包括設計圖紙、仿真模型、產(chǎn)品文檔等等。數(shù)據(jù)管理型研發(fā)云平臺的研究熱點涉及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的生命周期控制、存儲架構(gòu)設計及分級管控、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，國內(nèi)有一批工業(yè)研究設計院正在開展相關(guān)應用研究，但是需要注意的是研發(fā)云平臺與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的定位區(qū)分與接口耦合。

    3、知識管理

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

四、總結(jié)

    綜上所述，工業(yè)研發(fā)云不僅僅局限于云計算基礎架構(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，并且進一步完善研發(fā)知識管理體系，甚至輔助拓展企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式，充分契合《中國制造2025》關(guān)于“推進信息化與工業(yè)化深度融合”的國家戰(zhàn)略。

    智能制造時代，中國先進制造業(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)營模式，在此歷史機遇與變革浪潮中，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。