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智能制造
制造云平台


智能制造云平台是构建智能制造系统的基础。通过对不同信息源(包括自动化采集、人工录入)、不同终端接入点的大量离散式信息进行分析;比如对模具信息、检具信息、盛具信息、工装信息、人员信息、库存信息、工序信息、视频资源信息等进行现场采集存储;实现多数据源信息的整合,最终建立 多种数据分析模型,通过可灵活配置的业务驱动模型实现对基础信息的数据挖掘,最终得到准确、及时、全面的统计数据。智能制造云平台作为承载未来企 业应用的重要IT基础设施,承担着稳定运行和业务创新的重任。伴随着数据与业务的集中,云平台的建设及运维给信息部门带来了巨大的压力,因此平台的建设从 基础资源池(计算、存储、网络)、虚拟化平台、云应用平台等多个层面充分考虑业务的高可用,基础单元出现故障后业务应用能够迅速进行切换与迁移,用户无感 知,保证业务的连续性。

智能制造云平台总体架构如下图所示:


智能制造云平台架构图
    首先,通过运行在服务器上的虚拟化内核软件,屏蔽底层异构硬件之间的差异性,消除上层客户操作系统对硬件设备及底层驱动的依赖,同时增强虚拟化运行环境中的硬件兼容性、高可靠性、高可用性、可扩展性、性能优化等功能。其次,通过虚拟化管理软件形成云计算资源管理平台,实现对数据中心内的计算、网络和存储等硬件资源的软件虚拟化管理,对上层应用提供自动化服务。其业务范围 包括:虚拟计算、虚拟网络、虚拟存储、高可用性(High Availability,HA)、 动态资源调度 (Dynamic Resource Scheduling,DRS)、虚拟机容灾与备份、虚拟机模板管理、集群文件系统、虚拟交换机策略等。最后,通过云业务管理中心,将基础架构资源(包括计算、存储和网络)及其相关策略整合成虚拟数据中心资源池,并允许用户按需消费这些资源,从而构建安全的多 租户混合云。其业务范围包括:组织(虚拟数据中心)、多租户数据和业务安全、云业务工作流、自助式服务门户、兼容OpenStack的REST API接 口等。它们通过应用部署模式相底层的稍微变化,都可以在云计算架构下实现灵活的扩展和管理。通过负载均衡满足大并发量用户服务访问等。
   智能制造云平台信息安全管理体系,针对云平台建设以高性能高可靠的网络安全一体化防护体系、虚拟化为技术支撑的安全防护体系、集中的安全服务中心应对无边界的安全防护、利用云安全模式加强云端和客户端的关联耦合和采用非技术手段补充等保障云平台的安全。智能制造云平台系统在多层次上采用多种关键技术,保证了系统的高可靠性及高度的资源整合性。智能制造云平台涉及的主要关键技术包括:

(一) 基于DVMM技术的虚拟云平台
相对于传统的云平台技术,DVMM技术把基于单机的虚拟化技术和分布式系统概念结合在一起,构建跨越物理计算机边界的计算资源池、存储资源池、网络资源池等 全局可见的虚拟资源空间。虚拟资源按照冯·诺依曼计算机模型原理组合在一起,形成了虚拟计算机(Virtual Machine)。DVMM提供 虚拟资源到物理资源的动态绑定和虚拟计算机资源的在线扩张与收缩机制,从而实现资源的流动,达到资源On-Demand的目的,从而实现了智能制造云平台 上计算资源的有效整合及平台之上的动态迁移,从而在保证了系统可靠性的基础上进一步降低了服务器扩散带来的系统运维成本。

(二)基于非线编应用的集中存储系统
   智能制造云平台的存储结构采用了非线编应用的集中存储系统,其可以智能地将数据存放到存储系统的数据节点上,创建一个集中化的共享虚拟存储池,提供全局单一 的命名空间。目前业界有很多存储系统也声明支持PB级的单一命名空间,但是底层无一不是通过将若干卷挂载在同一个根目录下来形成的大容量统一命名空间,其效率和出现存储热点时的性能,将会大大低于将上PB级别的存储空间置于同一个文件系统下管理的统一命名空间。
   全局单一命名空间使用户直接对虚拟资源池进行读写和管理,而无需考虑数据在存储设备中的存放模式,与传统的SAN存储系统相比,简化了海量数据存储和管理的复杂性;同时,不同于SAN存储系 统,非线编应用的集中存储系统底层的存储空间为所有的用户所共享,不存在已分配给某个用户而未被使用的空闲独占空间,有利于提高存储空间的利用率,测试数据表明,非线编应用的集中存储系统存储空间的利用率高达90%左右,远远高于SAN存储设备60%左右的利用率;另外,单一命名空间其容量可以近乎无限的扩大,突破了以前广电用户所要面临的32位操作系统单一目录不能超过2TB的限制,为智能制造过程中产生大量非线结构化数据及关系化数据提供了稳定的数据存储平台。