一、引言

    第四次工業革命及其思辨熱潮正在席卷政、產、學、研、用等各界，德國基于本國制造業技術優勢提出“工業4.0”概念，美國則依靠其互聯網產業創新優勢提出“工業互聯網”理念并希冀重振美國制造業，而我國在制造業轉型升級的嚴峻背景下提出了“中國制造2025”行動綱領，部署全面推進實施制造強國戰略。雖然各國關于工業革命創新道路的提法各異，但是其本質內容是一致的，都指向了同一個核心，那就是“智能制造”。

    在智能制造體系中，研發設計依然是核心環節，是先進制造業核心競爭力的源泉，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研發云，切實提升研發工作效率，甚至推動企業創新生產經營模式，已經成為國內眾多創新型企業及科研院所的重要課題。

    本文所討論的研發云，專指在先進制造業領域，基于云計算基礎架構及相關技術，針對研發設計業務需求，具備辦公、設計以及仿真等在線服務能力，囊括資源、數據、知識等業務管理功能，全面優化企業級研發數據生產過程的綜合型管理平臺。

二、發展階段

    智能制造時代，研發云的建設與發展將呈現階段性特征，可以根據建設驅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）需求驅動

    這是研發云發展的初級階段，主要驅動力來自于企業內部成本需求及外部宏觀環境刺激。

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，側重于云計算基礎架構建設工作。

    這一階段的研發云基礎建設工作主要解決以下四點需求：

    1）硬件性能優化

    先進制造業的產品、工程設計業務對計算機圖形處理及實時渲染能力的要求不斷提升，而多學科數值仿真業務對計算機大規模計算能力的需求也在持續升級，因此研發云建設過程中，硬件性能的增強與優化必然成為主要關注點；

    2）軟件成本控制

    工業設計、仿真軟件的授權購置單價非常昂貴，企業研發的軟件配置需求卻隨著自主創新進程而日益強烈，云計算的彈性架構及動態調度技術可實現軟件授權許可的動態調度與分時共享，為企業節省大量軟件購置成本，這已經成為研發云不可忽視的重要作用；

    3）基礎設施升級

    研發云的建設過程涉及服務器、工作站、網絡、存儲等多種類型基礎設施，是針對企業IT基礎設施的全面梳理、優化與升級過程，這個過程同時在促使企業信息化的選型思路從傳統的性能指標選型逐漸轉變為面向需求的系統適配選型；

    4）宏觀環境匹配

    當前IT業界的虛擬化技術、高性能計算等先進技術發展如火如荼，工業4.0變革浪潮也洶涌而至，先進制造企業正在加速向“服務型制造”業態轉化，研發云建設工作是企業匹配宏觀環境發展進程的重要舉措。

    （二）效率驅動

    這是研發云發展的成熟階段，主要驅動力來自于企業研發業務的效率需求。

    基于第一階段所構建的云計算基礎架構，研發部門針對業務需求提出進一步的建設目標，核心是提升研發數據生產效率，而信息部門則負責云平臺管理系統的設計與優化，側重于將云計算能力耦合融入研發業務管理系統。

 這一階段的研發云平臺應用價值主要體現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轉變成為面向業務需求，更加貼合項目組、業務部門的實際需求進行資源運維，服務等級根據項目、業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，切實保障研發計算基本效率。

    2）數據生產效率

    研發云作為設計、仿真業務體系中的數據生產平臺，將傳統的客戶端生產模式轉變為集中化生產模式，云平臺管理系統將進一步優化數據存儲模式，減少數據遷移及相關成本，增強研發數據在不同業務系統之間的分享與復用，有效提升研發數據生產效率。

    3）知識發展空間

    作為研發數據生產的基礎資源架構，研發云平臺必然成為跨業務系統的數據集散區域，基于這些非結構化業務數據，云平臺管理系統將有便利進行大數據分析與知識挖掘，形成突破傳統視角的研發知識發展空間，幫助資源服務能力進化為知識服務能力，進一步拓展研發知識生產效率。

    4）業務支持引擎

    研發業務管理系統將研發云平臺視為工具引擎，通過系統接口的開放，研發業務管理系統可直接調用云平臺所管轄的軟件工具與硬件資源，并可實時追蹤、監控研發數據生產狀態，研發云平臺管理系統呈現透明化特征，輔助增強研發流程生產效率。

    （三）創新驅動

    這是研發云發展的質變階段，主要驅動力來自于企業生產經營模式的創新需求。

    積累成熟的云平臺建設、應用及運維經驗之后，在企業外部市場條件的刺激之下，企業管理層將著力進行頂層設計，構思生產經營模式創新規劃及戰略，研發部門則需要順應變革趨勢，并提出研發模式重構計劃，信息部門即可進一步優化研發云平臺的架構、功能及服務流程，力求促使云平臺產生智慧研發輔助能力。

    這一階段的研發云平臺發展的創新點可能出現在以下四個方向：

    1）預測型資源供應

    研發云平臺通過積累資源利用數據，可以分析用戶行為習慣，進而可以發展資源需求動態預測模型，通過構建彈性資源供應體系，研發云可智能調節計算資源供應能力，甚至提前預知需求峰谷，進一步提升研發服務保障能力。

    2）系統化資源組件

    研發云平臺通過自身的管理系統及其開發接口，可以向以研發業務管理系統為代表的第三方平臺提供資源服務，并逐漸擴展至企業辦公、項目管理、外部協作、客戶服務等業務領域，形成企業級統一資源服務組件。

    3）外向型服務平臺

    在智能制造時代，企業研發創新能力將不僅僅限于沉寂于產品設計階段，必然更多參與產品全生命周期中的其他環節，由于研發云平臺的數據安全、集中管控等先天優勢，企業可以基于研發云開拓外向型在線服務平臺，高效輸出企業創新能力，協助打造企業優勢品牌。

    4）漸進式流程再造

    在云計算時代，企業研發創新流程正在由“資源驅動”向“知識驅動”進行轉型，伴隨云計算、大數據技術的成熟與應用，企業的研發工作將會迎來流程再造的重要機遇，研發協同、數據挖掘、知識融合將會在研發云的基礎之上結出令人欣喜的累累碩果。

三、研究熱點

    工業研發云平臺所涉及的技術比較繁雜，囿限于筆者的學識經驗，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的交流探討之中，擷取片言只語與業內同仁分享，希望可以幫助諸位開拓思路。

    根據核心管理對象的差異，我們可以將研發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云，提出了企業計算資源計劃（Enterprise Computing Resource Planning，簡稱ECRP）的概念，承襲ERP系統化管理理念，以企業級軟、硬件資源作為管理對象，利用信息技術構建計算資源統一服務、調度、監控、統計及需求預測平臺，實現企業計算資源全生命周期管理，進而為企業管理層提供決策輔助信息。

資源管理型研發云平臺的研究熱點涉及虛擬化、集群計算、存儲業務流、許可證監控、運維監控、行為分析等技術及相關應用模式，當前泛云科技已經參與建設了一批較為成功的工業研發云樣本工程，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、數據管理

    數據管理是工業研發云的重要功能，主要管理對象是工業研發過程中產生的大量非結構化數據，包括設計圖紙、仿真模型、產品文檔等等。數據管理型研發云平臺的研究熱點涉及非結構化數據的生命周期控制、存儲架構設計及分級管控、大數據分析等技術，國內有一批工業研究設計院正在開展相關應用研究，但是需要注意的是研發云平臺與傳統數據管理系統的定位區分與接口耦合。

    3、知識管理

    泛化的知識采集能力將是工業研發云的一個重要優勢，有別于傳統的企業知識管理體系，研發云可引入互聯網作為外部知識源，在軟件工具集成的層面積累并形成基于工具的知識集，在項目協同調控的層面積累并形成基于項目的知識集，在產品數據管理的層面積累并形成基于產品的知識……依此規律拓展，研發云的知識積累將是多層次、多維度的能力，同時輔以大數據分析與知識挖掘技術的應用，將為企業創新帶來不可估量的驅動力。

四、總結

    綜上所述，工業研發云不僅僅局限于云計算基礎架構的基本功能，更可以提升企業研發數據生產效率，優化研發數據管控能力，并且進一步完善研發知識管理體系，甚至輔助拓展企業生產經營模式，充分契合《中國制造2025》關于“推進信息化與工業化深度融合”的國家戰略。

    智能制造時代，中國先進制造業必須緊密圍繞研發創新需求，放眼于積極配合企業未來生產經營模式，在此歷史機遇與變革浪潮中，工業研發云必將成為工業研發環節流程再造的核心要素。