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云计算技术在制造业中的应用及发展趋势云计算技术已被广泛应用于各个领域，尤其是制造业。
随着智能化制造的推广和数据化管理的需求，云计算技术为制造业带来了诸多优势和便利。
本文将探讨云计算技术在制造业中的应用及发展趋势。
一、云计算技术在制造业中的应用1.数据存储和管理制造业是一个信息密集型行业，大量的数据需要储存和管理。
云计算技术提供了一种灵活、高效的数据存储和管理方式。
制造企业可以借助云计算技术搭建自己的数据中心，实现数据的集中存储和管理，同时也可以进行数据挖掘和分析。
2.系统集成制造企业往往会使用多个系统，如ERP、MES等。
这些系统需要进行集成。
借助云计算技术，制造企业可以将这些系统集成到云平台上，实现数据的统一管理和应用。
同时，云平台还可以提供一些通用的工具和API，方便制造企业进行二次开发和定制。
3.智能制造智能制造是制造业的发展趋势。
云计算技术可以为智能制造提供支持。
制造企业可以将生产线上的数据集中到云平台上进行分析，实现对整个生产过程的监控和调整。
同时，云平台还可以为智能设备提供支持，实现设备的联网和互联。
4.供应链管理制造企业需要和供应链上的众多供应商和客户进行沟通和合作。
云计算技术可以为供应链管理提供支持。
制造企业可以将供应链中的各个环节都集成到云平台上，实现供应链的透明化和协同。
二、云计算技术在制造业中的发展趋势1.增强数据安全和隐私保护数据安全和隐私保护一直是云计算技术应用中的一个难点。
对于制造业来说，数据泄露和数据安全是极为敏感的问题。
未来，云计算技术在制造业中的应用需要加强数据安全和隐私保护措施，以保证数据的安全和合法使用。
2.智能化制造未来，云计算技术将会更加智能化。
随着物联网技术的发展，制造企业可以将生产线上各个设备互联起来，形成一个智能化的生产系统。
云计算技术可以为智能化制造提供支持，实现设备的智能化管理和生产流程的优化。
3.应用场景的拓展未来，云计算技术在制造业中的应用场景将会不断拓展。
云制造技术简介及其特点与应用摘要：本文首先简要地介绍了云制造技术的概念和云制造技术的技术基础及其研究现状。
在此基础上较为详细地介绍了云制造技术的特点与应用，并将结合云制造技术的特点将云制造技术及其他先进制造技术进行了比较，分析了云制造技术的优势。
最后简单分析了云制造技术的发展趋势和应用前景。
关键词：云制造云制造技术先进制造技术Abstract: This paper introduces the concept of cloud manufacturing technology and the foundation technology , the development process and research status of of cloud technology. On the basis of them a more detailed description of the characteristics of cloud manufacturing technology and application, and the combination of cloud manufacturing technical characteristics of the cloud manufacturing technology and other advanced manufacturing technology for the comparison and analysis the advantages of the cloud manufacturing technology . Finally analysis the development trends and application prospects of cloud technology briefly.Keywords: cloud manufacturing cloud manufacturing technologyadvanced manufacturing technology0引言当今世界，制造业信息化是制造业发展的必然趋势，也是中国由制造大国转变为制造强国的必由之路。
云制造∙云制造（Cloud Manufacturing: CMfg）是一种基于互联网的、面向服务的制造新模式，是先进的信息技术、制造技术及新兴云计算、物联网等技术交叉融合的产物，是面向服务制造理念的具体体现。
云制造将实现制造资源和制造能力共享与协同，通过网络，为制造企业提供按需获取的高附加值、低成本和全球化制造的各类服务。
目录∙云制造提出的背景∙云制造的架构∙云制造的运行原理∙云制造的特征∙云制造的关键技术∙云制造的应用∙云制造的研究现状云制造提出的背景∙制造的服务化、基于知识的创新能力，以及对各类制造资源的聚合与协同能力、对环境的友好性已成为当前企业竞争力的关键要素和制造业信息化发展的趋势。
我国制造业正处于从生产型向服务型、从价值链的低端向中高端，从制造大国向制造强国、从中国制造向中国创造转变的关键历史时期。
如何培育新型制造服务模式，满足制造企业最短的上市速度（Time）、最好的质量（Quality）、最低的成本（Cost）、最优的服务（Service）、最清洁的环境（Environment）和基于知识（Knowledge）的创新即TQCSEK 的需求，支撑绿色和低碳制造，实现中国创造，进而推动经济增长方式的转变，是未来5-10年我国制造业发展需要解决的重大问题。
从“八五”到“十一五”，我国科技部及相关部门支持了以计算机集成制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造、制造网格、敏捷制造等为代表的相关制造业信息化课题，已取得了一系列成果，并在制造业各个领域发挥了重要作用，对推进我国制造业信息化进程做出了巨大贡献。
然而，如何在制造过程中整合社会化存量资源，提高资源利用率，降低能源消耗，减少排放，从而实现服务型制造，已成为我国制造业迫切需要解决的瓶颈问题。
解决这些问题，需要探索新的制造业发展模式。
与此同时，以云计算、物联网、虚拟物理融合系统CPS（Cyber-Physical Systems）、虚拟化技术、面向服务技术（如知识服务、服务技术等）、高性能计算等代表的先进技术正迅猛发展，并在各个行业得到应用。
智能制造中的云制造技术智能制造是一种基于先进信息技术的新型制造方式，其核心思想是通过智能化和网络化的手段，实现制造资源的高效整合、生产过程的智能化控制以及产品生命周期的全程可追溯与可管控。
在智能制造的实践过程中，云制造技术被引入，为企业提供了一种全新的制造模式和管理手段。
一、云制造技术的基本概念云制造技术是基于云计算、物联网、大数据等先进信息技术的融合与应用，旨在实现制造资源的云端集中化管理与高效利用。
云制造的基本思想是将制造过程中所涉及的设备、工人、工艺、数据等资源通过云平台进行集中管理和调度，实现制造资源的共享和灵活调度。
二、云制造技术的特点1.资源共享：云制造平台提供了一个集中管理制造资源的虚拟环境，企业可以通过云端的资源共享机制，实现设备与工艺的共享利用，从而提高资源的利用效率。
2.服务化模型：云制造采用了类似于服务的模式，企业可以根据实际需求选择使用云端的制造资源，从而避免了传统制造过程中资源配置的复杂性和不灵活性。
3.全程可追溯：云制造平台通过对生产过程中数据的采集和分析，实现了产品生命周期的全程可追溯，从而提高了生产质量的可控性和可管理性。
三、云制造技术的应用场景1.制造资源整合：云制造通过对全球制造资源的整合和调度，实现了跨地域、跨企业的资源共享，解决了制造资源利用不足的问题。
2.协同设计与制造：云制造通过云端平台协同设计与制造，实现了设计、模拟与加工资源的高度集成与协同，提高了产品的研发与生产效率。
3.定制化生产：云制造采用了柔性制造的方式，可以根据用户需求进行快速定制化生产，满足用户个性化的需求。
4.售后服务优化：云制造通过云端平台实现了用户对产品的远程监控与服务，提供了更加便捷和及时的售后支持。
四、云制造技术的优势与挑战1.优势：（1）降低成本：云制造通过资源共享和灵活调度，降低了企业的设备投入成本和生产成本。
（2）提高效率：云制造实现了资源的高效利用和生产过程的智能化控制，提升了制造效率和产品质量。
工业4.0下的云制造资源集成分析云制造是指利用云计算技术来实现制造流程的数字化、网络化、智能化和自动化。
工业4.0作为云制造的代表之一，正在逐渐改变着制造业的面貌。
云制造资源集成是云制造的一个重要组成部分，它可以将不同制造企业的资源整合起来，提高制造效率和质量。
本文将从云制造资源的概念、云制造资源的类型、云制造资源的集成方式和云制造资源集成的挑战等四个方面展开分析。
一、云制造资源的概念云制造资源是指在云制造环境下，能够提供给制造企业使用的各种资源。
这些资源不仅包括物理资源，如各种生产设备、加工工具和原材料，还包括数字资源，如制造过程中生成的各种数据、制造知识库和模型等。
云制造资源可以通过云计算技术进行管理、分配和调度，帮助制造企业实现资源的共享、优化和高效利用。
云制造资源包括物理资源和数字资源两种类型。
1.物理资源物理资源主要包括各种生产设备、生产材料、加工工具和劳动力资源等。
这些资源是制造企业生产制品所必需的物质实体，直接影响制造效率和产品质量。
2.数字资源数字资源主要包括制造过程中所产生的各种数据、软件、知识库和模型等。
这些资源通过数字化的方式被记录下来，可以进行高效共享、追溯和优化。
数字化的制造过程不仅有助于提高制造效率和质量，还有助于制造企业进行协同设计、智能生产等方面的创新。
云制造资源集成的方式有多种，包括物联网技术、虚拟化技术和系统集成技术等。
1.物联网技术物联网技术主要是指将生产设备和传感器等物理资源通过互联网互联起来，并实现这些物理资源之间的协同和管理。
这种方式能够使制造企业更好地管理、监控和调度它们的生产资源，从而提高生产效率和质量。
2.虚拟化技术虚拟化技术主要是指将生产资源进行数字化模拟，模拟出各种生产场景和流程，进行优化和测试。
这种方式能够帮助制造企业更好地进行协同设计、验证和优化，缩短产品上市时间。
3.系统集成技术系统集成技术主要是指将各种类型的资源（包括物理资源和数字资源）整合到一个系统中，进行资源的高效管理和调度。
工业4.0下的云制造资源集成分析【摘要】本文从工业4.0的角度探讨了云制造资源集成的重要性和发展趋势。
首先介绍了云制造技术及其应用现状，分析了工业4.0对云制造资源集成的影响。
接着探讨了云制造资源集成的关键技术，并以某企业的实践案例为例进行分析。
文章还总结了云制造资源集成的优势和挑战。
结尾展望了工业4.0下云制造资源集成的未来发展趋势，并强调了工业企业在云制造资源集成中的重要性。
通过本文的分析和探讨，有助于读者更好地了解工业4.0环境下的云制造资源集成，为相关领域的实践提供参考和启示。
【关键词】工业4.0, 云制造, 资源集成, 技术应用, 企业实践, 优势, 挑战, 发展趋势, 重要性1. 引言1.1 工业4.0下的云制造资源集成分析"工业4.0下的云制造资源集成分析"是当前工业制造领域的热点话题，随着信息技术与制造技术的不断融合，云制造资源集成已经成为提高生产效率和降低生产成本的重要手段。
工业4.0的出现使得制造企业需要更加智能化、网络化、灵活化，而云制造资源集成正是实现这一目标的关键技术之一。
对于工业企业来说，充分利用工业4.0下的云制造资源集成技术，能够帮助企业实现生产过程的数字化、智能化转型，提升企业竞争力。
本文将重点分析云制造技术的现状和应用情况，探讨工业4.0对云制造资源集成的影响，深入挖掘云制造资源集成的关键技术，并通过实例分析展示企业在工业4.0时代的云制造资源集成实践。
还将讨论云制造资源集成所面临的优势和挑战，展望工业4.0下云制造资源集成的未来发展趋势，强调工业企业在云制造资源集成中的重要性。
2. 正文2.1 云制造技术介绍及应用现状分析云制造技术是指将制造业的生产、管理和交易等业务通过互联网、云计算和物联网等技术进行集成和协同，实现制造资源的灵活调度和管理。
云制造技术的应用范围非常广泛，涵盖了产品设计、工艺优化、生产计划、设备监控、质量检测、供应链管理等方面。
云计算在制造业中的应用与智能化生产云计算是指通过互联网将数据和计算任务存储在远程的服务器上进行处理，提供各种计算服务和资源。
在制造业中，云计算技术逐渐被应用于智能化生产的各个环节，为企业提供了更高效、更灵活的解决方案。
本文将探讨云计算在制造业中的应用，并说明其对智能化生产的重要意义。
一、制造业中的云计算应用1. 云制造平台云制造平台是将云计算技术与制造业相结合的一个应用，通过云计算的资源共享和计算能力，实现制造过程中的信息共享、任务分配、生产计划等。
云制造平台可以提供制造业企业之间的协作，使资源得到更好的利用，提高了企业的整体效率和竞争力。
2. 数据分析与预测制造业中需要处理海量的生产数据，并进行合理的分析和利用。
云计算提供了强大的数据存储和计算处理能力，可以帮助企业对生产过程进行实时监控，并运用数据分析技术对生产过程进行优化。
同时，通过对历史数据进行分析，可以预测生产线的故障和需求变化，帮助制造企业做出更加科学的决策。
3. 物联网与云计算的结合物联网是指通过各种传感器、设备等将物理世界与互联网连接起来的网络。
在制造业中，物联网的应用十分广泛，可以用于实时监测设备状态、产品追溯、仓储管理等诸多领域。
而云计算则提供了数据存储和分析的平台，可以接收并处理大量的物联网传感数据，为制造企业提供更加精确和实时的决策依据。
二、云计算在智能化生产中的意义1. 提高生产效率通过云计算的资源共享和协作，制造业企业之间可以充分利用各自的资源，帮助企业提高生产效率。
云制造平台可以实现生产过程中各个环节之间的信息共享和协调，避免资源浪费和信息断层，提高了整体生产效率。
2. 降低成本云计算提供了按需使用的计算资源和存储空间，制造业企业可以根据实际需求进行资源调配，避免了投资大量的硬件设施。
同时，云计算还提供了强大的计算能力，可以替代部分传统的数据处理系统，降低了企业的运营成本。
3. 实现智能化决策云计算通过对大量数据的分析和处理，可以为制造企业提供更加精确和实时的数据支持，帮助企业做出更加智能化的决策。
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云制造技术1.云制造概念云制造是一种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化智能制造新模式，是对现有网络化制造与服务技术进行延伸和变革。
它融合现有信息化制造技术及云计算、物联网、语义Web、高性能计算等信息技术，将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，构成制造资源和制造能力池，并进行统一的、集中的智能化管理和经营，实现智能化、多方共赢、普适化和高效的共享和协同，通过网络和云制造系统为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的智慧服务。
云制造是一种通过实现制造资源和制造能力的流通从而达到大规模收益、分散资源共享与协同的制造新模式，其运行原理如下图所示。
云制造系统中的用户角色主要有三种，即：资源提供者、制造云运营者、资源使用者。
资源提供者通过对产品全生命周期过程中的制造资源和制造能力进行感知、虚拟化接入，以服务的形式提供给第三方运营平台（制造云运营者）；制造云运营者主要实现对云服务的高效管理、运营等，可根据资源使用者的应用请求，动态、灵活的为资源使用者提供服务；资源使用者能够在制造云运营平台的支持下，动态按需地使用各类应用服务（接出），并能实现多主体的协同交互。
在制造云运行过程中，知识起着核心支撑作用，知识不仅能够为制造资源和制造能力的虚拟化接入和服务化封装提供支持，还能为实现基于云服务的高效管理和智能查找等功能提供支持。
2.云制造提出的技术基础云计算作为一种新的服务化计算模式，近年来正在产业界兴起并逐步走向成熟。
云计算是一种基于互联网的计算新模式，通过云计算平台把大量的高度虚拟化的计算资源管理起来，组成一个大的资源池，用来统一提供服务，通过互联网上异构、自治的服务形式为个人和企业用户提供按需即取的计算服务[9]。
云计算的运营模式是由专业计算机和网络公司（即第三方服务运行商）来搭建计算机存储、计算服务中心，把资源虚拟化为“云”后集中存储起来，为用户提供服务。
不难推论，若将“制造资源”代以“计算资源”, 云计算的计算模式和运营模式将为制造业信息化走向服务化、高效低耗提供一种可行的新思路。
制造资源包括制造全生命周期活动中的各类制造设备（如机床、加工中心、计算设备）及制造过程中的各种模型、数据、软件、领域知识等。
为了实现制造资源的虚拟化、优化调度和协同互联，我们还可融合语义Web、嵌入式系统技术、物联网、高效能计算等新技术。
语义Web的发展为基于知识的智能计算奠定了基础。
嵌入式技术的快速发展为实现终端物理设备智能接入提供了使能技术。
物联网技术在RFID、传感器等技术的支持下快速发展，有望促进各类物与物之间的互联。
另外，高性能计算机的应用和高性能计算技术的发展为求解复杂的制造问题和开展大规模协同制造也提供了可能。
正是在这样的背景下，“云制造”的理念应运而生，目前国际上仍鲜有研究。
因此，当前关于云制造的研究与应用存在着巨大的发展空间，也是未来5-10年我国制造业的突破性发展需要解决的重大课题。
3.云制造技术体系云制造服务系统的框图如图1所示。
图3云制造服务系统的框图“云制造服务系统”为层次化体系架构，包括资源层、中间件层、核心服务层、门户层、应用层等。
其中，“云制造服务平台”由中间件层、核心服务层、门户层组成。
资源层：涵盖了设计资源、仿真资源、生产资源、试验资源、集成资源、能力资源以及管理资源等，向上体现为虚拟化制造资源和服务化能力资源两种形态。
中间件层：支持各类资源的虚拟化、服务化、接入、感知、协同的中间件。
核心服务层：基于中间件层的接口，提供云制造服务平台至关重要的各类功能，包括服务部署/注册、服务搜索/匹配、服务组合/调度、服务运行/容错、服务监控/评估以及服务定价/计费。
门户层：为统一的高效能云制造支撑平台门户，为服务提供者、平台运营者以及服务使用者三类用户使用。
通过网页浏览器进入门户，用户就可以使用一系列的制造资源和能力。
应用层：提供支持单主体完成某阶段制造、支持多主体协同完成某阶段制造、支持多主体协同完成跨阶段制造以及支持多主体按需获得制造能力四种应用模式。
应用层提供云服务以及云加端服务两种使用方式。
云制造相关的关键技术构成了较完整的云制造技术体系，如图1所示。
构建云制造服务平台涉及的主要关键技术，大致可以分为:（1）模式、体系架构、标准、规范；（2）云端化技术；（3）云服务的综合管理技术；（4）云制造安全技术；（5）云制造业务管理模式与技术。
图9给出了云制造涉及的主要关键技术的分类，以及每个技术大类的含义与主要内容。
图9云制造涉及的关键技术（1）云制造模式、体系架构、相关标准及规范主要是从系统的角度出发，研究云制造系统的结构、组织与运行模式等方面的技术，同时研究支持实施云制造的相关标准和规范。
具体包括：①支持多用户的、商业运行的、面向服务的云制造体系架构；②云制造模式下制造资源交易、共享、互操作模式；③云制造相关标准、协议、规范等，如云服务接入标准、云服务描述规范、云服务访问协议等。
（2）云端化技术主要研究支持参与云制造的云提供端的各类制造资源实现嵌入式云终端封装、接入、调用等技术，以及云请求端接入云平台，并访问和调用云平台中的云服务等技术。
具体包括：①支持参与云制造的底层终端物理设备智能嵌入式接入技术、云计算互接入技术等；②云终端资源服务定义封装、发布、及虚拟化技术及工具开发；③云请求端用户终端接入、管理技术，即支持云用户使用云服务的技术等；④物联网实现技术等。
（3）云服务综合管理技术主要研究支持云服务运营商对云端服务进行接入、发布、组织与聚合、管理与调度等综合管理操作。
具体包括：①云提供端资源和服务的接入管理，包括统一接口定义与管理、认证管理等；②高效、动态的云服务组建、聚合、存储方法；③高效能、智能化云制造服务搜索与动态匹配技术；④云制造任务动态构建与部署、分解、资源服务协同调度优化配置方法；⑤云制造服务提供模式及推广，云用户（包括CSP和CSD）管理、授权机制等。
（4）云制造安全技术主要研究支持如何实施安全的、可靠的云制造技术。
具体包括：①云制造终端嵌入式可信硬件；②云制造终端可信接入、发布技术；③云制造可信网络技术；④云制造可信运营技术等；⑤系统和服务可靠性技术等。
（5）云制造业务管理模式与技术主要研究云制造模式下企业业务和流程管理相关的技术。
具体包括①云制造模式下企业业务流程的动态构造、管理与执行技术；②云服务的成本构成、定价、议价和运营策略以及相应的电子支付技术等；③云制造模式下三方用户（CSD、CSP、运行商）的信用管理机制与实现技术等。
4.云制造服务平台如下图所示。
在云制造平台中，从制造服务的提供和使用角度，将云制造用户分为两大类，即云提供端（云制造服务提供者，cloud service provider, CSP）和云请求端（云制造服务使用者, cloud service demander, CSD）.云提供端主要通过物联网等，向云制造平台提供相应的制造资源和制造能力服务，并通过云端接入技术、资源虚拟化技术、云计算技术等，将云提供端提供的制造资源和服务封装成云制造服务，形成云制造服务中心。
云请求端通过向云制造平台提供服务请求，云制造服务平台根据用户提交的任务请求，在服务匹配与搜索、优化调度、智能寻租等中间件的支持下寻找符合用户需求的服务并为CSD提供服务。
云制造平台示意图为了进一步说明云制造平台的功能，可以用商场的例子来说明云制造平台的各角色的作用。
云制造平台可以比作是商场，而云提供端可以看作是为商场提供货物的供应商，而云请求端则可以看作是来商场选购商品的消费者。
云制造平台（商场）通过各种有效的政策和策略吸引各类云提供端（商品提供者）提供各式各样的制造服务（商品），将各种制造服务（商品）集中起来，并通过有效的管理和营销手段吸引云请求端（消费者）使用云制造平台中的服务，从而使得三方（云制造平台、云提供端、云请求端）都获益。
4.1. 面向集团企业的“私有云”云制造服务平台面向集团企业的云制造应用属于典型的“私有云”服务平台。
“私有云”基于企业网构成，私有云的构建与运行者、资源提供者和使用者是集团和集团企业下属相关厂所、研究单位、企业等，其目的主要是强调企业内或集团内制造资源和制造能力整合与服务，优化企业或集团资源和能力使用率，减少重复资源和能力的重复建设，降低成本，提高竞争力。
面向集团企业的“私有云”云制造服务模式重点在于支持制造资源动态共享与协同，集团企业的制造资源包括设计分析软件、仿真试验环境、测试实验环境、各类加工设备、高性能计算设备、企业单元制造系统等，制造资源主要分为异构的硬制造资源（底层制造设备、测试试验设备、计算资源等）和软制造资源（制造过程模型、数据、知识、软件等），从功能角度讲，又可分为设计信息化资源、仿真信息化资源、试验信息化资源、生产信息化资源、管理信息化资源、信息化基础环境资源、信息安全体系资源等。
如图5所示是某航天复杂产品云制造服务平台的多主体协同跨阶段制造应用模式，该平台能够支持样机设计生产一体化，设计单位和生产单位通过集团企业的高速宽带网络随时随地按需获取云制造系统中的各类设计和生产服务资源，实现基于流程的跨阶段协同制造。
图5某航天复杂产品云制造服务平台的应用模式航天复杂产品云制造服务平台的主要研究内容包括：（1）航天复杂产品云制造系统总体技术研究。
主要包括航天复杂产品云制造服务模式；体系架构；标准与规范。
（2）航天复杂产品云制造服务平台关键技术研究。
主要包括云制造普适人机交互技术；多主体云制造服务按需动态聚合与演化技术；多主体云制造服务高效协同运行与容错技术；云制造服务（交易）综合管理、监测与评估技术。
（3）航天复杂产品云制造系统构建技术研究。
主要包括集团类制造资源的虚拟化技术；集团类专业能力的服务化技术；航天复杂产品云制造系统集成技术。
（4）航天集团企业制造资源和专业能力的共享及协同应用。
针对国家安全领域某航天飞行器的研制需求，面向该航天飞行器研制生产过程中从设计、仿真、生产加工、测试到试验的全生命周期，研究基于云制造服务平台，，更快、更好、更省地进行多类航天飞行器的研制开发。
航天复杂产品云制造服务平台需要解决的关键技术包括：（1）制造资源和制造能力的虚拟化与服务化。
包括异构制造资源和多领域制造能力的统一描述；广域网环境下异构制造资源和多领域制造能力的虚拟化；多主体异构制造资源和多领域制造能力的服务化。
（2）多主体云制造服务全生命周期管理技术。
多主体云制造服务的发布、发现与智能化匹配；多主体云制造服务的按需敏捷聚合、高效协同与可信运行；多主体云制造服务（交易）的管理、监控与评估。
（3）多主体云制造服务平台的应用和运营技术。
制造资源的按需获取与普适交互应用；制造能力的智能发现与交易应用；多主体云制造服务“机-机”、“人-机”和“人-人”协同应用，包括时空一致紧耦合协同和基于业务流程松耦合协同统一、集中的智能化管理和经营。
