目前工业产业链配套单位多，协同关系复杂，但仍主要依靠传统的调度会、纸质或离线数据包的传递开展协同工作，协同周期长、成本高，难以实现并行研制和快速响应市场。智慧研制体系借助云计算、大数据、物联网和信息处理等技术，将各类分散的工业软件、硬件、加工检测设备的分析计算能力，以及它们产生的数据、计算、知识等软资源，整合成逻辑统一的资源整体——工业云，实现信息流、物资流、资金流、知识流、服务流的高度集成与融合，打造集团化研制、产业链协同研制、开源研制、外包研制等开放化协同研制模式。

4.8.1　基于工业云的研制架构

未来更为普适的研制体系将是基于工业云的开放式智慧研制体系，如图4-18所示。图4-15所示的智慧研制集成平台框架其实是这种研制模式之一——产业链协同研制，其他模式还有集团化研制、众包研制或开源研制等模式。本体系将基于基础工业云，通过虚拟企业云端总线整合各个企业的工业软件，开发工业云应用（如SaaS），形成协同化和开放化研制平台，这些云应用形态包括专业云应用和集成化云应用。

4.8.2　基础工业云

基础工业云以商业PaaS或开源PaaS为基础，通过数字化和组件化使工业元素服务化，面向产品研制提供一系列服务中间件，用于快速创建和定制工业云应用。中间件包括工业软件中间件、智慧研制中间件和信息物理系统（CPS）中间件等。

（1）工业软件中间件是对商业化工业软件及企业自有工业软件进行服务化封装，是工业软件的组件化（碎片化）过程，这些软件涉及ERP、PLM、CRM、MES、SCM、CAX、ICS、SLM、TDM、TI、BI、AI等。通过工业软件中间件，可以对企业工业软件进行柔性化集成。

（2）智慧研制中间件是基于知识工程的思想，对综合仿真、正向研制、知识工程、质量管理等系统进行服务化封装，形成一系列的碎片化构件，包括设计类构件、仿真类构件、管理类构件、流程类构件、知识类构件、创新类构件、质量类构件、数据类构件等。

（3）信息物理系统（CPS）中间件是采用物联网和大数据技术将工业元素数字化的结果，可能包括嵌入式软件、传感器、RFID、物料、产品、设备、生产线、机器人、智能终端、增强现实、虚拟现实设备、GIS及其终端、GPS及其终端、3D扫描、3D打印、多媒体设备等。

利用中间件进行工业云应用的开发需要基于虚拟企业云端总线（ESB）。虚拟总线是传统SOA模式在工业云计算框架上的延伸应用。按照SOA模式，利用工业中间件，开发三大集成模式（横向集成、纵向集成和产业链端到端集成），形成集成模式库等待调用。

4.8.3　研制云应用

基于PaaS框架，利用工业中间件和三大集成模式库，按照SOA模式定制开发两类研制SaaS：专业云应用和集成化云应用。

1. 专业云应用

专业云应用是指功能和目的较为专一的应用，包括专业APP、专业工具及专业系统等。典型的专业SaaS实例有仿真工具、仿真平台、创新工具、知识管理、项目管理等云应用。

2. 集成化云应用

集成化云应用是指多个组织或个人，应用多种系统或工具，完成综合业务场景的云应用模式。集成化云应用包含三类应用模式：集团化研制、产业链研制、众包或开源研制。

1）集团化研制

通过开放式智慧研制体系，集团型企业可以实现对下属企业研制体系的项目开发和能力建设的管理、协同和共享。

2）产业链研制

通过开放式智慧研制体系，产业链管理机构可对多家企业共同参与的大项目进行领导、管理、审核与监控。基于云平台的产业链协同研制管理平台，为复杂智能产品研制中的全过程、多地域、多领域、多专业并行协同研制提供了支撑。图4-19给出了一个典型的产业链协同研制场景。

大型复杂智能产品的研制必须多企业合作完成。通过研制联盟或者虚拟企业来进行复杂智能产品的研制越来越成为趋势。主研制平台采用跨域协同的分布式架构，便于分布式部署。基于主研制平台构建产业链协同研制生态系统：主研制单位建设智慧研制主平台，辅研制单位则建设分平台，制造单位建设制造终端和辅制造终端，用户单位、试验单位和成品单位分别建设用户终端、试验终端和成品终端。除此之外，还可以通过云门户为集团、主管机关及客户提供监控终端和信息服务。通过各类终端与这些单位的私有平台建立联系，保持各单位独立性的同时，建立一体化的研制云体系。第1章介绍的“欧盟基于知识的研制体系”就是此类体系的一个实例。

图4-15给出的实际上是主研制单位的智慧研制平台框架。本形态比较适合于当前中国大部分央企的智慧研制体系建设，故将这种模式推荐给中国军工科研院所，作为智慧院所的参考框架。

3）众包或开源研制

随着工业产品研制的日趋复杂，未来基于工业云的研制外包将日益增多，如图4-20所示。

众包或开源研制是一种完全开放式的研制创新模式。开放式创新的最终目标是以更快速度、更低成本，获得更高收益与更强竞争力。在开放式创新模式下，从创意产生到产品市场化的过程，企业不仅自己进行创新，也充分利用外界的创新。在封闭式创新模式下，企业对市场机遇与技术机遇的认识都是从内部出发的，这很可能出现供给与需求的偏差。而在开放式创新模式下，企业对市场机遇与技术机遇的认识都是从外部出发的，这使得有效供给成为可能。

开放式研制是为了吸引社会化智力共同参与研制创新，只有良好的协同和管理才能维持这种模式长盛不衰。基于工业云的智慧研制体系则是将研制由传统的串行、封闭模式转向个性化、服务化、社会化模式，比较适合面向多主体、多租户和海量用户支持线上研制众包甚至开源研制。 Gy+g7mAOpcE65PmY4WsD2jUYZgBypbS5w1ySLHUjNOUGQYFqXR0u/Aw33wOLMw8O