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淺談私有云技術(shù)在冶金行業(yè)MES中的應(yīng)用及效果論文
0引言
當(dāng)前鋼鐵行業(yè)面臨的最大問題是原料價(jià)格水漲船高與市場(chǎng)需求不斷縮小之間的矛盾。鋼鐵企業(yè)想要生存，只能通過不斷挖掘自身內(nèi)部潛力，提高精細(xì)化管理水平，以促進(jìn)企業(yè)的降低成本工作。信息化MES是提高精細(xì)化管理的重要手段，因此越來越多的信息化系統(tǒng)需求被企業(yè)提了出來。伴隨前幾年鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展和持續(xù)投入，各大鋼鐵企業(yè)為信息化系統(tǒng)建設(shè)投人了大量的資金與硬件設(shè)備。一方面是為提高精細(xì)化管理水平而不斷提出的新的系統(tǒng)管理功能開發(fā)需要硬件設(shè)備的持續(xù)投入，另一方面是前期投入運(yùn)行的信息化系統(tǒng)硬件設(shè)備的運(yùn)行效率不高。同時(shí)鋼鐵企業(yè)內(nèi)部主數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)又是企業(yè)本身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)更不想把它放置在不受自己監(jiān)控的外網(wǎng)環(huán)境之下。
私有云技術(shù)就很好地解決了上述矛盾。通過私有云技術(shù)可以實(shí)現(xiàn):(1)在不增加新的硬件設(shè)備投入的情況下，所有新增信息化系統(tǒng)的虛擬化部署。(2)對(duì)現(xiàn)有MES或其他信息化管理系統(tǒng)的虛擬化改造以及備用系統(tǒng)的虛擬化。(3)服務(wù)處理器資源、存儲(chǔ)器資源、外設(shè)資源的按需分配。(4)通過SOA架構(gòu)模型，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行功能整合，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用的SaaS云架構(gòu)。
1新增信息化系統(tǒng)的虛擬化部署
某公司為了給職工提供更加人性化的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)考勤、門禁及后勤管理業(yè)務(wù)的自動(dòng)化、規(guī)范化和高效率，準(zhǔn)備投資建設(shè)一套覆蓋全廠區(qū)的一卡通管理系統(tǒng)，主要作用是將員工在企業(yè)園區(qū)內(nèi)的行為通過一卡通系統(tǒng)進(jìn)行管理，包括:考勤管理、門禁管理、消費(fèi)管理等功能。根據(jù)原有系統(tǒng)設(shè)計(jì)，新系統(tǒng)需要4臺(tái)服務(wù)器作為支撐。包括:應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、接口通信服務(wù)器及開發(fā)、測(cè)試服務(wù)器，如圖1( a)所示。由于現(xiàn)階段鋼鐵行業(yè)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)困難，無力提供更多硬件服務(wù)器資源，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員出于降低項(xiàng)目成本考慮，設(shè)計(jì)一套使用虛擬機(jī)技術(shù)，使系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境虛擬化的方案，如圖1(b)所示。
在變更系統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)后，以每臺(tái)服務(wù)器(含硬盤)大約5萬元計(jì)算，可節(jié)約服務(wù)器成本10萬元左右，除去購買VMware軟件花費(fèi)約2萬元左右，修改后的使用虛擬化技術(shù)的新系統(tǒng)可節(jié)約投資8萬元左右。
2現(xiàn)有生產(chǎn)備用系統(tǒng)的虛擬化及計(jì)算資源的按需分配
鋼鐵行業(yè)采用典型的全流程線性生產(chǎn)組織管理方式，對(duì)生產(chǎn)流程的過程控制和管理要求非常高。為了方便對(duì)生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程管理，在鋼鐵企業(yè)建設(shè)初期就對(duì)信息化管理系統(tǒng)進(jìn)行了較大的投入。以某公司為例，建廠后先后投人資金建設(shè)了高爐管理系統(tǒng)、投料管理系統(tǒng)、物資計(jì)量管理系統(tǒng)、鐵前MES、鋼軋MES、LIMS(實(shí)驗(yàn)室)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)日?qǐng)?bào)系統(tǒng)等眾多信息化系統(tǒng)。這些系統(tǒng)每天7x24h不間斷運(yùn)行，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的控制管理起到了決定性作用，萬一某個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理都會(huì)造成重大影響。上述系統(tǒng)開發(fā)單位不一，投入運(yùn)行時(shí)間也不相同。系統(tǒng)的開發(fā)工具包括: VB , Delphi , Java等。系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫包括:Oracle 8I , Oracle 9I , Oracle 10 G ,SQL Server 2000 , Agilor實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫等。為了保障上述系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，公司投入了大量的人力物力成本。
由于上述系統(tǒng)投人運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，有的服務(wù)器硬件投入運(yùn)行時(shí)間甚至已經(jīng)達(dá)到了8~10a。服務(wù)器資源都已經(jīng)進(jìn)入了老化期，平時(shí)故障不斷。系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會(huì)影響到生產(chǎn)流程的平穩(wěn)運(yùn)行。因此某公司考慮將現(xiàn)有投入運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行更新。據(jù)初步計(jì)算，需要新購進(jìn)服務(wù)器10臺(tái)左右，需要投入資金50萬元。但公司資金緊張，無力投入這么多的服務(wù)器資源。在對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行分析比較后，發(fā)現(xiàn)由于原有系統(tǒng)投放時(shí)間較早，系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境對(duì)硬件資源要求不高。信息服務(wù)器配置情況如表1所示。
經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行效率進(jìn)行分析，某公司計(jì)劃采用虛擬化技術(shù)對(duì)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。即只采購3臺(tái)性能配置較高的服務(wù)器，將3臺(tái)高性能服務(wù)器通過虛擬化技術(shù)虛擬成9臺(tái)生產(chǎn)服務(wù)器，如圖2所示。
通過利用虛擬化技術(shù)，加上購買VMware軟件費(fèi)用，可以為公司節(jié)約信息化投資30萬元以上。更重要的是，通過虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境(包括操作系統(tǒng)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)環(huán)境)和系統(tǒng)程序的同時(shí)的、文件級(jí)的備份。這為日后系統(tǒng)故障的快速處理，新系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的快速部署創(chuàng)造了條件。同時(shí)，使用虛擬化技術(shù)，還可以根據(jù)平時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器資源(包括CPU處理器資源、內(nèi)存資源、硬盤資源)的按需分配，分別如圖3(a),(b),(c)所示。
3基于SOA架構(gòu)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)資源進(jìn)行整合改造實(shí)現(xiàn)企業(yè)私有云計(jì)算功能
SOA是英文Service Oriented Architecture(面向服務(wù)的體系架構(gòu))的縮寫。SOA是一種架構(gòu)模型和軟件設(shè)計(jì)方法。它將企業(yè)的所有業(yè)務(wù)操作切分為多個(gè)服務(wù)。通過SOA，我們可以把一個(gè)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)的集合，這些子系統(tǒng)保持相互獨(dú)立。
SOA中的構(gòu)件包括:(1)服務(wù)。服務(wù)使用者通過已發(fā)布接口調(diào)用服務(wù)。(2)服務(wù)描述。服務(wù)描述指定了服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)的格式。SOA系統(tǒng)的特點(diǎn)為:所有功能都定義為服務(wù)，所有的服務(wù)都是獨(dú)立的，接口是可以調(diào)用的。
某公司現(xiàn)有信息系統(tǒng)包括:ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)系統(tǒng)、MES(生產(chǎn)執(zhí)行)、CRM系統(tǒng)、B2B系統(tǒng)、報(bào)表管理系統(tǒng)等，都是基于C/S或B/S模式設(shè)計(jì)的。這些系統(tǒng)之間也存在大量的接口數(shù)據(jù)調(diào)用，因此產(chǎn)生了大量的接口開發(fā)、維護(hù)工作。系統(tǒng)及接口數(shù)據(jù)維護(hù)起來十分復(fù)雜。同時(shí)，某公司的一些新的信息化應(yīng)用系統(tǒng)都是采用時(shí)下較流行的SSI ( Struts + Spring + ibatis)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的。這就為對(duì)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)進(jìn)行基于SOA架構(gòu)的整合升級(jí)改造提供了可能。現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)和基于SOA的系統(tǒng)架構(gòu)分別如圖4(a),(b)所示。
如圖4(b)所示，參照SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)的云服務(wù)之間是一個(gè)松散偶合。云計(jì)算本身將軟件系統(tǒng)看作是一些有著標(biāo)準(zhǔn)接口的服務(wù)集合。針對(duì)不同的業(yè)務(wù)需求，企業(yè)可以像搭積木一樣將不同服務(wù)組織在一起構(gòu)造一個(gè)新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。外部系統(tǒng)應(yīng)用只需與系統(tǒng)服務(wù)總路線連接，只要內(nèi)部系統(tǒng)支持統(tǒng)一的服務(wù)總線(接口)，用戶不需關(guān)心其系統(tǒng)開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫環(huán)境等問題，這樣企業(yè)可以通過一些快速的開發(fā)工具(如VB)來開發(fā)和部署其內(nèi)部服務(wù)，也使得企業(yè)內(nèi)部一些老舊的應(yīng)用系統(tǒng)可以在云平臺(tái)下重新發(fā)揮作用。
4結(jié)束語
面對(duì)日益復(fù)雜的市場(chǎng)形勢(shì)，企業(yè)為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，只有不斷地挖掘內(nèi)部潛力，才能降低運(yùn)行成本。將企業(yè)業(yè)務(wù)遷向云基礎(chǔ)架構(gòu)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，但從中節(jié)省的成本卻足以挽回相應(yīng)的投資。本文主要論述了企業(yè)將應(yīng)用遷向內(nèi)部云架構(gòu)的具體步驟:將X86虛擬化作為部署所有新X86應(yīng)用的默認(rèn)平臺(tái);投資引入虛擬化應(yīng)用管理工具;重新調(diào)整業(yè)務(wù)進(jìn)程及系統(tǒng)部署;根據(jù)SOA系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。
企業(yè)對(duì)于私有云的投資并非一個(gè)全新的投資項(xiàng)目，可通過整合企業(yè)當(dāng)前現(xiàn)有IT基礎(chǔ)設(shè)施來達(dá)到最終目的。私有云技術(shù)改變了傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和運(yùn)維模式，引入了新的SOA系統(tǒng)架構(gòu)，可以使冶金行業(yè)MES由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向?yàn)橛煽蛻趄?qū)動(dòng)，也可以使IT部門或公司成功轉(zhuǎn)型為面向服務(wù)的部門或公司。
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