基于云計算的電氣信息化資源優化整合的研究

溫小龍 黃國孟 徐一鳴 曹 喆

紅云紅河集團 昆明卷煙廠生產二部 云南 昆明 650000

引言

隨著煙草業務的復雜度越來越高,信息化的規模越來越大,信息化已成為不可或缺的一部分。各類復雜自動化設備,在提高了設備自動化和智能化的同時,也帶來了大量的電氣資源,如電路圖紙、說明書、底層PLC程序,上位WinCC程序等。在實際生產過程中,部分設備無法滿足實際生產需要或原程序存在漏洞,設備的電路及程序已被技術人員進行多次改造,這就導致了各類資源的增加、重復備份且存在版本雜亂無章的情況,不利于維修人員快速查找和使用所需的電氣信息化資源,嚴重影響設備維修效率。若能對這些資源進行統一優化、整合及使用,將有利于節省資源使用空間,促進使用效率的提升。而云計算的出現能夠有效解決這些問題,對信息化資源進行有效的配置,實現資源的優化整合。

1 云計算概述

云計算是互聯網資源利用的新模式,指通過網絡以按需、易擴展的方式來付費使用所需的硬件、平臺、軟件及服務等虛擬資源,是網格計算、分布式計算、并行計算和虛擬化等傳統技術和網絡發展融合的產物[1]。它是一種商業模型,它將計算任務分布在虛擬資源池上,使用戶能夠按需獲取計算、存儲空間和信息服務,以達到低成本、低能耗和高效率目標[2]。

2 云計算的關鍵技術

2.1 虛擬化技術 虛擬化技術是云計算得以實現的關鍵技術之一[3],它將應用系統的不同層面(如硬件、軟件、數據、網絡存儲等)逐個隔離起來,從而打破數據中心、服務器、存儲、網絡數據和應用的物理設備之間的劃分,實現架構動態化,并達到集中管理和動態使用物理資源及虛擬資源,以提高系統結構的彈性和靈活性,降低成本、改進服務、減少管理風險等目標。虛擬化技術以KVM 和XEN兩種技術為代表。

2.2 分布式存儲技術 分布式存儲技術[4]將數據分布存儲在多臺廉價且獨立的設備中,采用可擴展的系統結構,這就打破了對硬件的要求,同時可以滿足大量用戶存儲海量數據的需求,它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率,還易于擴展。分布式存儲技術以Google分布式存儲系統Big Table和Hadoop分布式文件系統HDFS為代表。

2.3 分布式數據處理技術 分布式數據處理技術[4]是一種處理海量數據的并行編程模式,它將不同地點的或具有不同功能的或擁有不同數據的多臺計算機用通信網絡連接起來,在控制系統的統一管理控制下,協調地完成信息處理任務,既提高了處理效率也降低了成本。分布式數據處理技術以Google提出的MapReduce[5]編程架構為代表。

3 云計算在電氣信息化資源優化整合中的優勢

(1)云計算能夠為電氣信息化資源的優化整合提供便利,實現資源的統一共享。通過云計算可以實現維修人員跨班次、跨小組對電氣信息化資源進行共同建設,共同分享,統一應用,避免了資源重復創建、備份版本雜亂無章的情況。通過云平臺動態擴展性的特點,可以對資源進行實時更新等。

(2)云計算能夠節省企業信息化建設的投入。各煙草企業目前正加速打造智慧工廠、推進工業4.0建設,這就需要企業加強信息化的建設,在軟硬件上增加更多的投入。同時,伴隨著資源的增加和更新,出現了資源重復創建、版本眾多的問題。通過云平臺的搭建,實現軟硬件資源的優化整合,促進資源的共享和使用,不僅可以降低軟硬件投入成本,更有利于促進效率的提升。

4 基于云計算的電氣信息化資源優化整合的策略

4.1 管理機制建設 基于云計算,電氣信息化資源的優化整合是一項系統化、復雜化的工程,要健全資源的保障機制,加強對管理體制的完善;要成立相應的資源管理小組,對現有資源進行統一的管理與維護,避免重復創建、版本雜亂無章的情況。

4.2 邏輯模型構建 基于云計算環境下的電子信息化資源邏輯模型架構主要是采用分布式共享資源的模式,模型的構建具體如圖1所示。基于目前的企業內網,部門可將所有信息化資源上傳至云端服務器,通過云端服務器來進行統一的管理,用戶無需知道服務器的具體位置和配置,只需通過瀏覽器就可快速查找到所需的資源。

圖1 基于云計算的電氣資源邏輯模型

4.3 云平臺的設計與構建 云平臺是電氣信息化資源優化與整合的重要載體,因此選取一個合適的云計算平臺是及其重要的。OpenStack和OpenNebula作為當前主流的開源云平臺。本文選擇OpenNebula[6]作為云平臺(SCEB Cloud)的基礎研究開發平臺。

SCEB Cloud是一個面向工廠的小規模私有云,它的主要功能是向部門內的用戶提供可擴展,可持續,可動態的基礎設施資源,提供云存儲、虛擬機等服務。

OpenNebula是整個系統的核心。它為圖形管理界面提供所請求的數據,對系統進行監控,是整個系統的實際管理者,它將用戶的操作轉化為計算機指令并發送到各執行部分。圖形管理界面是一個對外接口,用戶通過它可對系統進行操作和管理。它以Web的方式,用戶通過網絡,使用各種終端設備就可隨時隨地對系統進行管理。

5 總結

隨著云計算技術的流行,越來越多的企業將采用云計算這種形式來完成數據中心的重構并搭建基于自身業務的私有云平臺,因此云計算中的相關應用研究將變得尤為重要。

本文首先介紹了云計算的概念,其次介紹了云計算的關鍵技術。進一步,分析了云計算在電氣信息化資源優化整合中的優勢,最后對如何優化整合基于云計算的電氣信息化資源進行了策略分析,包括管理機制的建設、邏輯模型的構建、私有云平臺的設計與構建。通過上述研究,旨在提高電氣信息化資源的可用性和利用率,降低維護成本,便于用戶的查找和使用,為云計算在煙草企業中的應用提供重要支撐。