1. 工业云的诞生
2006年，Google首席执行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会上首次提出了“云计算”（Cloud Computing）的概念，一经提出便引起了世界各界的广泛关注，成为了互联网的第三次革命，世界各国对云计算投入了大量精力，试图抢占技术发展变革的最前沿，全球的信息技术企业也纷纷向云计算转型。依托于云计算，云服务应运而生，主要包括软件即服务（Software as a Service，SaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS）、基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）三种服务模式，电信运营商、IT企业、互联网企业等纷纷推出云服务。如今，云计算已渗透到社会各行业各领域的信息化应用中，在工业领域的应用更是日新月异，成为推动两化深度融合和工业转型升级的新引擎。
工业云是通过云计算技术，使工业企业的社会资源得以实现共享的一种网络化制造服务创新模式，是云计算在工业领域的典型应用。工业云通常指基于云计算架构的工业云平台和基于工业云平台提供的工业云服务，涉及产品研发设计、实验和仿真、工艺设计、加工制造、运营管理及企业决策等诸多环节，工业云服务常见的方式有工业IaaS、工业PaaS和工业SaaS。
近年来，国内外均出台了相关的指导性文件发展工业云，促进了一大批工业云平台的建设和应用推广。以美国GE、德国西门子为代表的企业建设了Predix、MindSphere等工业云平台。2009年9月北京市计算中心开始工业云实践，打造工业云服务平台，2011年“工业云”成为北京市“祥云计划”重点示范工程项目之一，2013年“工业云服务平台”的成功经验已向全国19个省推广。2015年以后，国内以航天云网、树根互联、海尔为代表的传统制造企业依托自身制造能力和规模优势，推出工业云平台服务，并逐步实现由企业内应用向企业外服务的拓展，工业云生态系统初步建立。在此过程中，伴随着物联网、大数据等技术与工业云平台的融合，工业云平台的服务模式、技术手段、功能应用也进行了扩展升级，结合工业物联网技术的发展，工业互联网平台发展成为工业云平台的典型形态。工业云的快速发展，极大地推动了工业企业信息化和工业化的深度融合，改变了工业企业信息技术 (IT) 的使用和服务模式，已成为我国两化深度融合的重要抓手。
当前“智能+”时代已经来临，随着新互联网技术、新信息通信技术、新一代人工智能技术、新应用领域专业技术等的快速发展及融合应用，制造业正朝着向数字化、网络化、智能化方向转型，工业云作为智能制造的重要支撑手段，其内涵、体系架构、服务内容、应用模式也将进一步融合，新一代人工智能、大数据、5G等新一代信息技术，不断提升数据驱动、知识指导和模型应用等的智能化水平，工业云平台将向更加智能的新型基础设施迈进，催生工业云在新技术、新产品、新业态、新模式的创新。
综上，我们认为工业云的发展经历了三个阶段：第一个阶段，随着云计算技术等融入，以基于云的模式提供资源与能力的服务，以云化、服务化为主要特征；第二个阶段，随着物联网、大数据等技术的融入，主要基于工业互联网平台构建以用户为中心的智能制造资源、产品与能力的服务云（网），以互联化、服务化、协同化、个性化（定制化）、柔性化、社会化为主要特征；第三个阶段，随着智能+与新基建（2020年）时代的到来，特别是新一代人工智能技术的快速发展，工业云的发展正在迈向智能化的阶段。其发展历程如图1所示。
图1 工业云的发展历程示意图
宏观上讲，工业云是基于云制造理念构建的一种智能制造系统，它是云计算提供的IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）在制造领域的落地和拓展，它丰富、扩展了云计算的的资源共享内容，服务模式和支撑技术。同时，工业云也是一种基于工业云平台构建的智能制造系统，它以云平台为载体，以工业系统为基础，通过汇聚工业领域的制造资源和制造能力，基于云的模式提供资源和能力的服务，支撑工业应用，以云化的方式为用户按需提供优质、高效的服务，从而实现制造需求和社会化制造资源的高质高效对接。工业互联网平台是工业云平台现阶段的重要形式和体现，它是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。
2. 工业云的内涵
基于对工业云的探索和研究，我们提出了“智能+”时代下工业云的内涵。总体上讲，工业云是以新互联网及其组合为基础，借助新一代智能科学技术、新制造科学技术、新信息通信科学技术及工业领域专业技术等4类技术深度融合下的数字化、网络化、云化、智能化的技术新手段，构成以用户为中心的统一经营的新智能制造资源、产品与能力的服务云（网）。它能够使用户通过新智能终端及新工业云服务平台随时随地按需获取新智能制造资源、产品与能力服务，进而优质、高效地完成制造全生命周期的各类活动。
下面分别从系统特征、实施内容、模式、业态及系统目标等5个层面解读工业云的内涵：
从系统特征来说，工业云实现了对全系统及全生命周期活动中的人/机/物/环境/信息进行自主智能地感知、互联、协同、学习、分析、认知、决策、控制与执行的能力；
从具体的实施内容来说，促使全系统及全生命周期活动中的人、技术/设备、管理、数据、材料、资金（六要素）及人流、技术流、管理流、数据流、物流、资金流（六流）实现集成优化；
从模式来说，形成一种以用户为中心，人/机/物/环境/信息优化融合的“互联化（协同化）、服务化、个性化（定制化）、柔性化、社会化、智能化”的新模式；
从业态来说，将实现“万物互联、智能引领、数据驱动、共享服务、跨界融合、万众创新”的新业态；
从系统目标来说，工业云最终将实现高效、优质、节省、绿色、柔性地制造产品和服务用户，提高企业（或集团）的市场竞争能力。
3. 工业云的概念模型
通过对工业云技术、发展趋势的研究、总结及分析，初步勾勒出工业云的概念模型如图2所示，主要由三大实体、一个核心支持平台、两个过程及三类人员组成。其中，三大实体是指工业的软、硬资源/能力/产品、工业云池、工业全生命周期智能应用活动；核心支持平台即工业云平台；两个过程是指工业资源/能力/产品的服务接入和取出过程；三类人员包括工业服务提供者、工业云服务运营者、工业服务使用者。
图2工业云概念模型
值得一提的是，工业云平台是工业云实现系统集成、建模和优化的重要支撑平台。基于泛在网络，工业云能够实现对通过工业云平台开放接口、工业云应用开发工具等获取的数据、信息、知识等资源的智能感知、接入、互联与融合，并通过工业云平台中提供的工业大数据/工业云微服务/工业云仿真/人工智能/建模仿真等引擎服务，实现资源的合理动态优化与整合，从而实现能够打通产业链上下游企业间、企业内外的协同化、服务化、柔性化、定制化、社会化和智能化的创新制造应用模式。
