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浅谈私有云技术在冶金行业MES中的应用及效果论文
0引言
当前钢铁行业面临的最大问题是原料价格水涨船高与市场需求不断缩小之间的矛盾。钢铁企业想要生存，只能通过不断挖掘自身内部潜力，提高精细化管理水平，以促进企业的降低成本工作。信息化MES是提高精细化管理的重要手段，因此越来越多的信息化系统需求被企业提了出来。伴随前几年钢铁行业的快速发展和持续投入，各大钢铁企业为信息化系统建设投人了大量的资金与硬件设备。一方面是为提高精细化管理水平而不断提出的新的系统管理功能开发需要硬件设备的持续投入，另一方面是前期投入运行的信息化系统硬件设备的运行效率不高。同时钢铁企业内部主数据、工艺数据又是企业本身的核心竞争力，企业更不想把它放置在不受自己监控的外网环境之下。
私有云技术就很好地解决了上述矛盾。通过私有云技术可以实现:(1)在不增加新的硬件设备投入的情况下，所有新增信息化系统的虚拟化部署。(2)对现有MES或其他信息化管理系统的虚拟化改造以及备用系统的虚拟化。(3)服务处理器资源、存储器资源、外设资源的按需分配。(4)通过SOA架构模型，对现有系统进行功能整合，最终实现企业应用的SaaS云架构。
1新增信息化系统的虚拟化部署
某公司为了给职工提供更加人性化的服务，实现考勤、门禁及后勤管理业务的自动化、规范化和高效率，准备投资建设一套覆盖全厂区的一卡通管理系统，主要作用是将员工在企业园区内的行为通过一卡通系统进行管理，包括:考勤管理、门禁管理、消费管理等功能。根据原有系统设计，新系统需要4台服务器作为支撑。包括:应用服务器、数据库服务器、接口通信服务器及开发、测试服务器，如图1( a)所示。由于现阶段钢铁行业经营形势困难，无力提供更多硬件服务器资源，因此系统设计人员出于降低项目成本考虑，设计一套使用虚拟机技术，使系统运行环境虚拟化的方案，如图1(b)所示。
在变更系统服务器架构设计后，以每台服务器(含硬盘)大约5万元计算，可节约服务器成本10万元左右，除去购买VMware软件花费约2万元左右，修改后的使用虚拟化技术的新系统可节约投资8万元左右。
2现有生产备用系统的虚拟化及计算资源的按需分配
钢铁行业采用典型的全流程线性生产组织管理方式，对生产流程的过程控制和管理要求非常高。为了方便对生产业务流程管理，在钢铁企业建设初期就对信息化管理系统进行了较大的投入。以某公司为例，建厂后先后投人资金建设了高炉管理系统、投料管理系统、物资计量管理系统、铁前MES、钢轧MES、LIMS(实验室)管理系统、生产经营日报系统等众多信息化系统。这些系统每天7x24h不间断运行，对整个生产过程的控制管理起到了决定性作用，万一某个系统出现问题，对整个生产业务管理都会造成重大影响。上述系统开发单位不一，投入运行时间也不相同。系统的开发工具包括: VB , Delphi , Java等。系统运行数据库包括:Oracle 8I , Oracle 9I , Oracle 10 G ,SQL Server 2000 , Agilor实时数据库等。为了保障上述系统的平稳运行，公司投入了大量的人力物力成本。
由于上述系统投人运行时间较长，有的服务器硬件投入运行时间甚至已经达到了8~10a。服务器资源都已经进入了老化期，平时故障不断。系统出现故障，会影响到生产流程的平稳运行。因此某公司考虑将现有投入运行时间较长的服务器设备进行更新。据初步计算，需要新购进服务器10台左右，需要投入资金50万元。但公司资金紧张，无力投入这么多的服务器资源。在对原有系统进行分析比较后，发现由于原有系统投放时间较早，系统运行环境对硬件资源要求不高。信息服务器配置情况如表1所示。
经过对现有系统运行效率进行分析，某公司计划采用虚拟化技术对现有信息化系统进行升级改造。即只采购3台性能配置较高的服务器，将3台高性能服务器通过虚拟化技术虚拟成9台生产服务器，如图2所示。
通过利用虚拟化技术，加上购买VMware软件费用，可以为公司节约信息化投资30万元以上。更重要的是，通过虚拟化技术可以实现信息系统的运行环境(包括操作系统环境、数据库系统环境)和系统程序的同时的、文件级的备份。这为日后系统故障的快速处理，新系统运行环境的快速部署创造了条件。同时，使用虚拟化技术，还可以根据平时对系统运行情况的监控，实现对服务器资源(包括CPU处理器资源、内存资源、硬盘资源)的按需分配，分别如图3(a),(b),(c)所示。
3基于SOA架构对现有系统资源进行整合改造实现企业私有云计算功能
SOA是英文Service Oriented Architecture(面向服务的体系架构)的缩写。SOA是一种架构模型和软件设计方法。它将企业的所有业务操作切分为多个服务。通过SOA，我们可以把一个复杂的软件系统划分为多个子系统的集合，这些子系统保持相互独立。
SOA中的构件包括:(1)服务。服务使用者通过已发布接口调用服务。(2)服务描述。服务描述指定了服务请求和响应的格式。SOA系统的特点为:所有功能都定义为服务，所有的服务都是独立的，接口是可以调用的。
某公司现有信息系统包括:ERP(企业资源计划)系统、MES(生产执行)、CRM系统、B2B系统、报表管理系统等，都是基于C/S或B/S模式设计的。这些系统之间也存在大量的接口数据调用，因此产生了大量的接口开发、维护工作。系统及接口数据维护起来十分复杂。同时，某公司的一些新的信息化应用系统都是采用时下较流行的SSI ( Struts + Spring + ibatis)架构进行设计开发的。这就为对现有信息化系统进行基于SOA架构的整合升级改造提供了可能。现有系统架构和基于SOA的系统架构分别如图4(a),(b)所示。
如图4(b)所示，参照SOA架构设计的云服务之间是一个松散偶合。云计算本身将软件系统看作是一些有着标准接口的服务集合。针对不同的业务需求，企业可以像搭积木一样将不同服务组织在一起构造一个新的业务系统。外部系统应用只需与系统服务总路线连接，只要内部系统支持统一的服务总线(接口)，用户不需关心其系统开发工具、数据库环境等问题，这样企业可以通过一些快速的开发工具(如VB)来开发和部署其内部服务，也使得企业内部一些老旧的应用系统可以在云平台下重新发挥作用。
4结束语
面对日益复杂的市场形势，企业为了提高市场竞争能力，只有不断地挖掘内部潜力，才能降低运行成本。将企业业务迁向云基础架构是一个循序渐进的过程，但从中节省的成本却足以挽回相应的投资。本文主要论述了企业将应用迁向内部云架构的具体步骤:将X86虚拟化作为部署所有新X86应用的默认平台;投资引入虚拟化应用管理工具;重新调整业务进程及系统部署;根据SOA系统架构对企业现有系统进行升级改造。
企业对于私有云的投资并非一个全新的投资项目，可通过整合企业当前现有IT基础设施来达到最终目的。私有云技术改变了传统的信息化系统设计、开发和运维模式，引入了新的SOA系统架构，可以使冶金行业MES由业务驱动转向为由客户驱动，也可以使IT部门或公司成功转型为面向服务的部门或公司。
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