基于云計算的電氣信息化資源優(yōu)化整合的研究

溫小龍 黃國孟 徐一鳴 曹 喆

紅云紅河集團(tuán) 昆明卷煙廠生產(chǎn)二部 云南 昆明 650000

引言

隨著煙草業(yè)務(wù)的復(fù)雜度越來越高,信息化的規(guī)模越來越大,信息化已成為不可或缺的一部分。各類復(fù)雜自動化設(shè)備,在提高了設(shè)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(chǎn)過程中,部分設(shè)備無法滿足實際生產(chǎn)需要或原程序存在漏洞,設(shè)備的電路及程序已被技術(shù)人員進(jìn)行多次改造,這就導(dǎo)致了各類資源的增加、重復(fù)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(yán)重影響設(shè)備維修效率。若能對這些資源進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化、整合及使用,將有利于節(jié)省資源使用空間,促進(jìn)使用效率的提升。而云計算的出現(xiàn)能夠有效解決這些問題,對信息化資源進(jìn)行有效的配置,實現(xiàn)資源的優(yōu)化整合。

1 云計算概述

云計算是互聯(lián)網(wǎng)資源利用的新模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式來付費使用所需的硬件、平臺、軟件及服務(wù)等虛擬資源,是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算和虛擬化等傳統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展融合的產(chǎn)物[1]。它是一種商業(yè)模型,它將計算任務(wù)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(wù),以達(dá)到低成本、低能耗和高效率目標(biāo)[2]。

2 云計算的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 虛擬化技術(shù) 虛擬化技術(shù)是云計算得以實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一[3],它將應(yīng)用系統(tǒng)的不同層面(如硬件、軟件、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)存儲等)逐個隔離起來,從而打破數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的物理設(shè)備之間的劃分,實現(xiàn)架構(gòu)動態(tài)化,并達(dá)到集中管理和動態(tài)使用物理資源及虛擬資源,以提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的彈性和靈活性,降低成本、改進(jìn)服務(wù)、減少管理風(fēng)險等目標(biāo)。虛擬化技術(shù)以KVM 和XEN兩種技術(shù)為代表。

2.2 分布式存儲技術(shù) 分布式存儲技術(shù)[4]將數(shù)據(jù)分布存儲在多臺廉價且獨立的設(shè)備中,采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),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(shù)據(jù)的需求,它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率,還易于擴(kuò)展。分布式存儲技術(shù)以Google分布式存儲系統(tǒng)Big Table和Hadoop分布式文件系統(tǒng)HDFS為代表。

2.3 分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù) 分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)[4]是一種處理海量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的多臺計算機(jī)用通信網(wǎng)絡(luò)連接起來,在控制系統(tǒng)的統(tǒng)一管理控制下,協(xié)調(diào)地完成信息處理任務(wù),既提高了處理效率也降低了成本。分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)以Google提出的MapReduce[5]編程架構(gòu)為代表。

3 云計算在電氣信息化資源優(yōu)化整合中的優(yōu)勢

(1)云計算能夠為電氣信息化資源的優(yōu)化整合提供便利,實現(xiàn)資源的統(tǒng)一共享。通過云計算可以實現(xiàn)維修人員跨班次、跨小組對電氣信息化資源進(jìn)行共同建設(shè),共同分享,統(tǒng)一應(yīng)用,避免了資源重復(fù)創(chuàng)建、備份版本雜亂無章的情況。通過云平臺動態(tài)擴(kuò)展性的特點,可以對資源進(jìn)行實時更新等。

(2)云計算能夠節(jié)省企業(yè)信息化建設(shè)的投入。各煙草企業(yè)目前正加速打造智慧工廠、推進(jìn)工業(yè)4.0建設(shè),這就需要企業(yè)加強(qiáng)信息化的建設(shè),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(xiàn)了資源重復(fù)創(chuàng)建、版本眾多的問題。通過云平臺的搭建,實現(xiàn)軟硬件資源的優(yōu)化整合,促進(jìn)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(jìn)效率的提升。

4 基于云計算的電氣信息化資源優(yōu)化整合的策略

4.1 管理機(jī)制建設(shè) 基于云計算,電氣信息化資源的優(yōu)化整合是一項系統(tǒng)化、復(fù)雜化的工程,要健全資源的保障機(jī)制,加強(qiáng)對管理體制的完善;要成立相應(yīng)的資源管理小組,對現(xiàn)有資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理與維護(hù),避免重復(fù)創(chuàng)建、版本雜亂無章的情況。

4.2 邏輯模型構(gòu)建 基于云計算環(huán)境下的電子信息化資源邏輯模型架構(gòu)主要是采用分布式共享資源的模式,模型的構(gòu)建具體如圖1所示。基于目前的企業(yè)內(nèi)網(wǎng),部門可將所有信息化資源上傳至云端服務(wù)器,通過云端服務(wù)器來進(jìn)行統(tǒng)一的管理,用戶無需知道服務(wù)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(shè)計與構(gòu)建 云平臺是電氣信息化資源優(yōu)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(dāng)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(chǔ)研究開發(fā)平臺。

SCEB Cloud是一個面向工廠的小規(guī)模私有云,它的主要功能是向部門內(nèi)的用戶提供可擴(kuò)展,可持續(xù),可動態(tài)的基礎(chǔ)設(shè)施資源,提供云存儲、虛擬機(jī)等服務(wù)。

OpenNebula是整個系統(tǒng)的核心。它為圖形管理界面提供所請求的數(shù)據(jù),對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,是整個系統(tǒng)的實際管理者,它將用戶的操作轉(zhuǎn)化為計算機(jī)指令并發(fā)送到各執(zhí)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(tǒng)進(jìn)行操作和管理。它以Web的方式,用戶通過網(wǎng)絡(luò),使用各種終端設(shè)備就可隨時隨地對系統(tǒng)進(jìn)行管理。

5 總結(jié)

隨著云計算技術(shù)的流行,越來越多的企業(yè)將采用云計算這種形式來完成數(shù)據(jù)中心的重構(gòu)并搭建基于自身業(yè)務(wù)的私有云平臺,因此云計算中的相關(guān)應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)一步,分析了云計算在電氣信息化資源優(yōu)化整合中的優(yōu)勢,最后對如何優(yōu)化整合基于云計算的電氣信息化資源進(jìn)行了策略分析,包括管理機(jī)制的建設(shè)、邏輯模型的構(gòu)建、私有云平臺的設(shè)計與構(gòu)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(hù)成本,便于用戶的查找和使用,為云計算在煙草企業(yè)中的應(yīng)用提供重要支撐。