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智能制造
制造云平臺


智能制造云平臺是構建智能制造系統的基礎。通過對不同信息源(包括自動化采集、人工錄入)、不同終端接入點的大量離散式信息進行分析;比如對模具信息、檢具信息、盛具信息、工裝信息、人員信息、庫存信息、工序信息、視頻資源信息等進行現場采集存儲;實現多數據源信息的整合,最終建立 多種數據分析模型,通過可靈活配置的業務驅動模型實現對基礎信息的數據挖掘,最終得到準確、及時、全面的統計數據。智能制造云平臺作為承載未來企 業應用的重要IT基礎設施,承擔著穩定運行和業務創新的重任。伴隨著數據與業務的集中,云平臺的建設及運維給信息部門帶來了巨大的壓力,因此平臺的建設從 基礎資源池(計算、存儲、網絡)、虛擬化平臺、云應用平臺等多個層面充分考慮業務的高可用,基礎單元出現故障后業務應用能夠迅速進行切換與遷移,用戶無感 知,保證業務的連續性。

智能制造云平臺總體架構如下圖所示:


智能制造云平臺架構圖
    首先,通過運行在服務器上的虛擬化內核軟件,屏蔽底層異構硬件之間的差異性,消除上層客戶操作系統對硬件設備及底層驅動的依賴,同時增強虛擬化運行環境中的硬件兼容性、高可靠性、高可用性、可擴展性、性能優化等功能。其次,通過虛擬化管理軟件形成云計算資源管理平臺,實現對數據中心內的計算、網絡和存儲等硬件資源的軟件虛擬化管理,對上層應用提供自動化服務。其業務范圍 包括:虛擬計算、虛擬網絡、虛擬存儲、高可用性(High Availability,HA)、 動態資源調度 (Dynamic Resource Scheduling,DRS)、虛擬機容災與備份、虛擬機模板管理、集群文件系統、虛擬交換機策略等。最后,通過云業務管理中心,將基礎架構資源(包括計算、存儲和網絡)及其相關策略整合成虛擬數據中心資源池,并允許用戶按需消費這些資源,從而構建安全的多 租戶混合云。其業務范圍包括:組織(虛擬數據中心)、多租戶數據和業務安全、云業務工作流、自助式服務門戶、兼容OpenStack的REST API接 口等。它們通過應用部署模式相底層的稍微變化,都可以在云計算架構下實現靈活的擴展和管理。通過負載均衡滿足大并發量用戶服務訪問等。
   智能制造云平臺信息安全管理體系,針對云平臺建設以高性能高可靠的網絡安全一體化防護體系、虛擬化為技術支撐的安全防護體系、集中的安全服務中心應對無邊界的安全防護、利用云安全模式加強云端和客戶端的關聯耦合和采用非技術手段補充等保障云平臺的安全。智能制造云平臺系統在多層次上采用多種關鍵技術,保證了系統的高可靠性及高度的資源整合性。智能制造云平臺涉及的主要關鍵技術包括:

(一) 基于DVMM技術的虛擬云平臺
相對于傳統的云平臺技術,DVMM技術把基于單機的虛擬化技術和分布式系統概念結合在一起,構建跨越物理計算機邊界的計算資源池、存儲資源池、網絡資源池等 全局可見的虛擬資源空間。虛擬資源按照馮·諾依曼計算機模型原理組合在一起,形成了虛擬計算機(Virtual Machine)。DVMM提供 虛擬資源到物理資源的動態綁定和虛擬計算機資源的在線擴張與收縮機制,從而實現資源的流動,達到資源On-Demand的目的,從而實現了智能制造云平臺 上計算資源的有效整合及平臺之上的動態遷移,從而在保證了系統可靠性的基礎上進一步降低了服務器擴散帶來的系統運維成本。

(二)基于非線編應用的集中存儲系統
   智能制造云平臺的存儲結構采用了非線編應用的集中存儲系統,其可以智能地將數據存放到存儲系統的數據節點上,創建一個集中化的共享虛擬存儲池,提供全局單一 的命名空間。目前業界有很多存儲系統也聲明支持PB級的單一命名空間,但是底層無一不是通過將若干卷掛載在同一個根目錄下來形成的大容量統一命名空間,其效率和出現存儲熱點時的性能,將會大大低于將上PB級別的存儲空間置于同一個文件系統下管理的統一命名空間。
   全局單一命名空間使用戶直接對虛擬資源池進行讀寫和管理,而無需考慮數據在存儲設備中的存放模式,與傳統的SAN存儲系統相比,簡化了海量數據存儲和管理的復雜性;同時,不同于SAN存儲系 統,非線編應用的集中存儲系統底層的存儲空間為所有的用戶所共享,不存在已分配給某個用戶而未被使用的空閑獨占空間,有利于提高存儲空間的利用率,測試數據表明,非線編應用的集中存儲系統存儲空間的利用率高達90%左右,遠遠高于SAN存儲設備60%左右的利用率;另外,單一命名空間其容量可以近乎無限的擴大,突破了以前廣電用戶所要面臨的32位操作系統單一目錄不能超過2TB的限制,為智能制造過程中產生大量非線結構化數據及關系化數據提供了穩定的數據存儲平臺。

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