2017年6月14日，由中國(guó)電子學(xué)會(huì)主辦、至頂網(wǎng)等協(xié)辦的第九屆中國(guó)云計(jì)算大會(huì)在北京國(guó)家會(huì)議中心正式拉開帷幕。本屆大會(huì)圍繞“生態(tài)構(gòu)建 深化應(yīng)用”主題展開，并受到云計(jì)算大數(shù)據(jù)領(lǐng)域院士、專家、產(chǎn)業(yè)高管、技術(shù)大咖以及其他各界人士的廣泛關(guān)注、支持和參與。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專委會(huì)副主任委員、中國(guó)大數(shù)據(jù)專家委員會(huì)顧問 李伯虎

14日上午，中國(guó)工程院院士、中國(guó)電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專委會(huì)副主任委員、中國(guó)大數(shù)據(jù)專家委員會(huì)顧問李伯虎出席了本屆大會(huì)，并進(jìn)行了主題為《面向智慧制造云的仿真與超算技術(shù)研究與思考》的精彩演講。

在主題演講中，李伯虎認(rèn)為仿真和超算技術(shù)已經(jīng)成為智慧制造云、智慧工業(yè)云的建設(shè)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)，以及智慧制造云實(shí)現(xiàn)智慧化的重要組成部分，它的研究和應(yīng)用發(fā)展，需要從技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展和各個(gè)城市、技術(shù)創(chuàng)新體系、人才的培養(yǎng)著手。另外，在技術(shù)方面還提出了需要重視的四個(gè)方面，以及在應(yīng)用方面的四個(gè)突出問題。

以下為李伯虎演講實(shí)錄：（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言嘉賓確認(rèn)，僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載）

李伯虎：尊敬的吳部長(zhǎng)，各位專家、各位代表，大家好。我今天主要講一下我們團(tuán)隊(duì)在工業(yè)云方面的工作，特別是在工業(yè)云里面仿真和超算技術(shù)方面的工作。我的演講題目是《面向智慧制造云的仿真與超算技術(shù)研究與思考》，主要是近年來我們的工作實(shí)踐。

我今天的匯報(bào)，一個(gè)是對(duì)智慧制造云概述，重點(diǎn)把智慧制造云里的仿真和超算技術(shù)的挑戰(zhàn)、研究?jī)?nèi)容、部分的應(yīng)用案例向大家匯報(bào)一下，最后再提幾點(diǎn)建議。

首先我認(rèn)為，前面的報(bào)告都很精彩，我也有共同的看法。目前一場(chǎng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)變革正在進(jìn)行，互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能+、大數(shù)據(jù)+的時(shí)代正在到來，我們對(duì)這個(gè)時(shí)代的解讀，簡(jiǎn)單說，第一這個(gè)時(shí)代的需求是創(chuàng)新、綠色、開放、共享、個(gè)性，這個(gè)時(shí)代的核心技術(shù)是技術(shù)深度融合，包括新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新信息技術(shù)、新人工智能技術(shù)、新材料技術(shù)、新生物技術(shù)、新利用率轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別是新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新的信息技術(shù)、新的人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，正引發(fā)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全等領(lǐng)域的模式、手段、生態(tài)系統(tǒng)的重大變革，這個(gè)就標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能+、大數(shù)據(jù)+的時(shí)代正在到來。

制造業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全的重要基石，正在面臨全球技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，各個(gè)國(guó)家都在設(shè)計(jì)計(jì)劃。

我們團(tuán)隊(duì)從八十年代就開始做制造業(yè)信息化的工作，2009年我們提出了云制造的理念，從1.0開始實(shí)現(xiàn)。2012年我們就認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代終將到來，因此，當(dāng)時(shí)就開始了所謂智慧云制造的理念的提出，以及智慧云系統(tǒng)的實(shí)踐。在國(guó)內(nèi)經(jīng)過多年努力，在技術(shù)支撐平臺(tái)和應(yīng)用技術(shù)方面取得了階段成果，而且初見應(yīng)用成效，但是我們也看到產(chǎn)業(yè)剛剛起步，同時(shí)我們也提出，從2010年8月份開始，在國(guó)外開始關(guān)注和開展智慧云方面的工作。

什么叫智慧云制造，它的理念就是，基于泛在網(wǎng)絡(luò)，借助四類技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)手段，這四大技術(shù)是新興的大制造技術(shù)、信息通信技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)、制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)。構(gòu)成一個(gè)以用戶為中心的統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)的智慧制造硬軟資源和產(chǎn)品以及能力的服務(wù)云，使用戶通過智慧終端及智慧云制造服務(wù)平臺(tái)，就可以隨時(shí)隨地按照需要獲取所需要的智慧制造的硬軟資源和產(chǎn)品服務(wù)能力。在全系統(tǒng)、全生命周期活動(dòng)的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息進(jìn)行自主智慧地感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、認(rèn)知、決策、控制與執(zhí)行，促進(jìn)制造全社會(huì)及全生命周期活動(dòng)中的人、組織、經(jīng)營(yíng)管理、技術(shù)、設(shè)備及信息流、物流、資金流、知識(shí)流、服務(wù)流集成優(yōu)化；形成一種基于泛在網(wǎng)絡(luò)，用戶為中心，人、機(jī)、物、環(huán)境、信息融合，互聯(lián)化、服務(wù)化、協(xié)同化、個(gè)性化、柔性化、社會(huì)華的智慧制造新模式和泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合等。

在這里，我們提出了智慧云制造的模式、手段、業(yè)態(tài)、特征、實(shí)施內(nèi)容和目標(biāo)。我們把它叫智慧，因?yàn)樗腥齻€(gè)深度融合，用戶為中心的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息深度融合，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的深度融合，工業(yè)化和信息化的深度融合。很重要一點(diǎn)，它是基于大數(shù)據(jù)作為戰(zhàn)略資源，它的并行、協(xié)同、實(shí)時(shí)、互聯(lián)、智能地進(jìn)行創(chuàng)新。

根據(jù)上面的理念所構(gòu)成的系統(tǒng)，我們就把它叫作智慧云制造系統(tǒng)，或者叫智慧制造云。我們進(jìn)一步提出它的概念模型，這個(gè)概念模型是三大部分，一個(gè)是智慧制造的硬軟資源，一個(gè)是智慧的云池，下面是全生命周期的活動(dòng)，這是三個(gè)世紀(jì)部分。中間就是智慧云制造的一個(gè)平臺(tái)。有三類人員，云制造的服務(wù)提供者，云的運(yùn)營(yíng)者，云服務(wù)的使用者。這是概念模型。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)概念模型，我們進(jìn)一步提出了17人體系的框圖。

下面底層是指揮制造的資源、能力和產(chǎn)品，然后上面一層就是感知介入通信層，上面就是平臺(tái)，平臺(tái)我們明天在成都發(fā)布，這個(gè)平臺(tái)里邊包括幾部分，一個(gè)是虛擬化服務(wù)華的云池，上面就是共性的支撐服務(wù)，除了IAAS、PAAS、SAAS以外，我們還有數(shù)據(jù)作為服務(wù)，還有能力作為服務(wù)，同時(shí)有大數(shù)據(jù)引擎、人工智能引擎，再上面就是個(gè)性的，像應(yīng)用領(lǐng)域有智慧，有個(gè)性化定制。再上面就是應(yīng)用儲(chǔ)存，這里面包括個(gè)性化、服務(wù)華、社會(huì)華、柔性化。再上面就是各種各樣的人。

實(shí)際上這樣一個(gè)平臺(tái)，當(dāng)然是整個(gè)平臺(tái)都有安全的問題、標(biāo)準(zhǔn)的問題。它實(shí)際上就是互聯(lián)網(wǎng)云+人工智能+大數(shù)據(jù)，人機(jī)物環(huán)境深度融合的系統(tǒng)。這樣一個(gè)系統(tǒng)可以用到行業(yè)作為行業(yè)云，可以用到工廠就是工廠云，作為個(gè)車間可以到設(shè)備以及到產(chǎn)品。當(dāng)然它也可以橫向地到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、實(shí)驗(yàn)、銷售、維修等等。

這個(gè)系統(tǒng)跟以前的制造系統(tǒng)有什么差別呢？就是系統(tǒng)數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化、定制化、柔性化、智能化。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)東西我們提出了一個(gè)體系架構(gòu)，我們也進(jìn)行了實(shí)踐，這里包括系統(tǒng)的總體技術(shù)、產(chǎn)品的專業(yè)技術(shù)，平臺(tái)技術(shù)、云設(shè)計(jì)、云生產(chǎn)、云管理、云服務(wù)、云仿真，以及軟件里面有系統(tǒng)軟件、平臺(tái)軟件、應(yīng)用軟件。整個(gè)四類技術(shù)分別有細(xì)化，大數(shù)據(jù)技術(shù)是新興技術(shù)是一部分，它是提供全生命周期的精準(zhǔn)、高效、智能的技術(shù)，其他各有它的作用。

為什么我說它是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能+、大數(shù)據(jù)+的智能社會(huì)系統(tǒng)，因?yàn)樗岢隽诵碌氖侄巍⑿碌纳鷳B(tài)。同時(shí)云計(jì)算的拓展在三個(gè)方面，服務(wù)的內(nèi)容拓展了，服務(wù)的模式拓展了，服務(wù)方式拓展了。

產(chǎn)生的效益就是提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，這個(gè)就是我們明天要發(fā)布的航天云網(wǎng)，實(shí)際上是智慧制造出航的整個(gè)體系架構(gòu)。同時(shí)這里面有一個(gè)工業(yè)大數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)，對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、通信、處理和可視化都有一系列的作用。

目前我們做了三朵云，一朵是航天科工集團(tuán)，崗位、企業(yè)、設(shè)備數(shù)字化連進(jìn)來。第二個(gè)公有云，目前公有云有二十個(gè)應(yīng)用板塊，有十個(gè)正在運(yùn)營(yíng)的板塊，有四個(gè)正在籌備的板塊，有六個(gè)正在策劃的。第三朵云國(guó)際云，這里面有跨境的協(xié)同設(shè)計(jì)，跨境的協(xié)同生產(chǎn)，跨境的營(yíng)銷售后。

云里面現(xiàn)在有在線制造硬、軟資源，在線產(chǎn)品。有各種各樣的能力可以提供服務(wù)，同時(shí)一站式經(jīng)營(yíng)服務(wù)、政務(wù)服務(wù)、物流服務(wù)。

我們的愿景是線上線下聯(lián)合以后實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，協(xié)同開發(fā)，協(xié)同采購，協(xié)同生產(chǎn)，協(xié)同運(yùn)營(yíng)，協(xié)同售后服務(wù)，增值服務(wù)。

目前在專業(yè)云上一百多個(gè)單位進(jìn)來了，公有云上，可以提供服務(wù)的和要求服務(wù)的企業(yè)是75萬家，國(guó)際云注冊(cè)的企業(yè)有三千余家，初步的效益，信息互通，資源共享，能力協(xié)同，開放合作，萬眾創(chuàng)新，互利共盈。

因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系我不多說，大家可以到網(wǎng)上去查。這個(gè)就是背景，下面還有十五分鐘的時(shí)間，我給大家簡(jiǎn)單地說一下，因?yàn)檫@是比較具體的技術(shù)。我們結(jié)合智慧制造云，我今天向大家匯報(bào)智慧云中間的仿真和超算技術(shù)。

首先應(yīng)用挑戰(zhàn)，這個(gè)仿真和超算技術(shù)從應(yīng)用的角度，第一要搞虛擬殃及的，特別是向航天這種復(fù)雜產(chǎn)品，多學(xué)科的虛擬洋機(jī)工程，這里面有一個(gè)大問題，異構(gòu)結(jié)成必須優(yōu)化。第二需求就是嵌入式仿真和超算，現(xiàn)在一個(gè)版就是萬億次，現(xiàn)在目前完全可以超越，把現(xiàn)在的仿真和超算技術(shù)和系統(tǒng)作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)子系統(tǒng)，參與系統(tǒng)的運(yùn)行，就是CPS里邊的一個(gè)計(jì)算的部分。第三，要處理大量的大數(shù)據(jù)，它里除了四個(gè)V，還有多源符合、數(shù)據(jù)類型異構(gòu)等等。第四仿真超算不能建那么多中心，所以要搞一個(gè)云。第五，大量的人工智能問題需要仿真和超算。

根據(jù)五條應(yīng)用需求，我們現(xiàn)在超算和仿真技術(shù)有三大類的問題。第一建模問題，建模里面一次建模解決描述和基于大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，第二就是在超算仿真系統(tǒng)算出來，就是要充分結(jié)合仿真和超算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來解決算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。

第二要搞仿真超算系統(tǒng)，面向智慧制造云的仿真超算云，基于仿真與超算的多學(xué)科的虛擬殃及工程，面向問題的超算仿真語言，面向邊緣制造的仿真與超算系統(tǒng)，基于仿真與超算的高性能可視化技術(shù)。仿真不能仿假，所以現(xiàn)在一次模型要認(rèn)可，仿真的算法和準(zhǔn)確性要認(rèn)可，同時(shí)超算仿真用戶要認(rèn)可，當(dāng)然還有結(jié)構(gòu)處理、風(fēng)險(xiǎn)和評(píng)估，以及很重要的一條，大數(shù)據(jù)的結(jié)果出來了，怎么分析和評(píng)估，這都屬于應(yīng)用里的三大類挑戰(zhàn)。

根據(jù)三大類挑戰(zhàn)，我們目前具體怎么做的呢？因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系我不展開，但是這里面講一下幾個(gè)比較關(guān)鍵的和以前仿真的不同。面向智慧制造云的建模理論與方法。在面向智慧制造一次建模里講一下重點(diǎn)，第一是定性定量混合系統(tǒng)建模方法，基于元模型框架的建模方法，變結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)建模方法，基于數(shù)據(jù)的建模方法，面向人工智能2.0的仿真建模方法。二次建模提出來三級(jí)進(jìn)行高效建模方法，基于尋優(yōu)算法的建模。

基于數(shù)據(jù)建模就是利用海量的觀察和應(yīng)用數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)不明確機(jī)理的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行有效建模，包括基于數(shù)據(jù)的逆向設(shè)計(jì)，基于數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練建模，基于數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的建模。

人工智能就是要面向新一代人工智能的仿真緘默，自然語言生成、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等有關(guān)的仿真建模方法，這是下面的總體過程。

二次建模里面，目前的算法模型階段。還有基于尋優(yōu)算法的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)仿真方法等等。

這是第一大類。第二類，這個(gè)就是系統(tǒng)，超算云、虛擬樣機(jī)工程、仿真語言。

我稍微講一下，要搞一個(gè)面向服務(wù)的把仿真能力和仿真資源作為一種服務(wù)的云仿真系統(tǒng)，這就是我們做的。仿真語言，這里面由模型與實(shí)驗(yàn)描述語言，翻譯編譯程序、模型庫、算法庫、函數(shù)庫、運(yùn)行控制仿真引擎及結(jié)果組成的完成的語言。

第四邊緣制造超算計(jì)算機(jī)，跟以前不同的就是多了一個(gè)接口，這個(gè)接口叫萬物互聯(lián)，而且要能夠異構(gòu)結(jié)成，這是我們的系統(tǒng)。

第三是仿真模型VVA技術(shù)和結(jié)果風(fēng)險(xiǎn)和大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)。大數(shù)據(jù)怎么采集，怎么存儲(chǔ)，怎么分析，怎么管理，以及優(yōu)化應(yīng)用。

第一個(gè)例子，仿真語言。有連續(xù)離散、定性、優(yōu)化這些問題，你用我們的仿真語言，按一次建模的方法，你把各個(gè)模塊連起來，頂層，這是基于實(shí)踐轉(zhuǎn)移的跟一次建模差不多，定性，因果導(dǎo)向圖，你描述完以后，這里邊就會(huì)自己再去進(jìn)行兩個(gè)并行化的編譯。任意級(jí)、實(shí)體級(jí)、模型級(jí)三個(gè)并行層次。這就是一個(gè)例子，把剛才的問題八次迭代就解決問題。

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是云。我們開發(fā)了一個(gè)云，這個(gè)云有四種模式，個(gè)性化的虛擬桌面，批捉也、協(xié)同仿真、能力交易。這就是我們開發(fā)的云平臺(tái)。

我們目前把我們高性能計(jì)算機(jī)，八百多種各種各樣的仿真以后的軟件，以及仿真的人、各個(gè)場(chǎng)所都可以作為一種服務(wù)提供。這是一個(gè)起落架，這是多學(xué)科、各種各樣的模型，各種各樣的異構(gòu)軟件。

因?yàn)槲乙呀?jīng)把這些硬軟資源和能力都已經(jīng)服務(wù)化了，你在終端中用戶按照你的模型提出要求，自動(dòng)的云系統(tǒng)就可以把硬軟件給你配好，形成你所需要的虛擬仿真云，最后你在上面很快地就做出來。

第三個(gè)例子是嵌入式方針。綠色以上的就是從控制計(jì)算機(jī)上面，就是仿真計(jì)算機(jī)，我們這里面有兩個(gè)接口，半實(shí)物仿真設(shè)備和實(shí)物的連在一塊。

最后講一下，我認(rèn)為仿真和超算技術(shù)已經(jīng)成為智慧制造云、智慧工業(yè)云的建設(shè)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)，以及智慧制造云實(shí)現(xiàn)智慧化的重要組成部分，它的研究和應(yīng)用發(fā)展，需要從技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展和各個(gè)城市、技術(shù)創(chuàng)新體系、人才的培養(yǎng)著手。

我覺得在技術(shù)方面有五個(gè)重視，第一，重視仿真超算技術(shù)本身的技術(shù)個(gè)理論算法的持續(xù)研究，人工智能大數(shù)據(jù)我們都用軟用的硬軟件結(jié)合模式的去做；第二，要重視仿真超算技術(shù)和信息通信技術(shù)等制造領(lǐng)域多種硬軟件技術(shù)的深度融合的技術(shù)研究，不是人工智能拿過來就行，它必須要一個(gè)綜合性的研究。第三。要重視面向用戶的超算云服務(wù)的研究。第四；要重視基于仿真技術(shù)在全生命周期，它的流程、模式技術(shù)手段的研究。

在應(yīng)用方面，我認(rèn)為要有四個(gè)突出，第一，突出制造特色、行業(yè)特點(diǎn)；第二，突出問題導(dǎo)向；第三，突出基于超算技術(shù)的智慧云制造的模式、手段、業(yè)態(tài)變革；第四，突出制造三要素、物流的綜合集成化、優(yōu)化和智慧化。

謝謝我們的團(tuán)隊(duì)，謝謝大家。

原文發(fā)布時(shí)間為：2017年6月14日

本文作者：李超

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的中国工程院院士李伯虎：面向智慧制造云的仿真与超算技术研究与思考的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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