云計(jì)算在化工企業(yè)的應(yīng)用

尚巍 張銳峰

[摘 要] 云計(jì)算是繼客戶端-服務(wù)器大轉(zhuǎn)變之后的又一巨變。在化工企業(yè)信息化建設(shè)中，云計(jì)算以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展處理能力、超強(qiáng)海量存儲(chǔ)空間、高可靠性、高資源利用率、通用性強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)為其保駕護(hù)航。

[關(guān)鍵詞] 化工；云計(jì)算；IaaS；PaaS；SaaS

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 028

[中圖分類號(hào)] F270.7；TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）03- 0058- 03

1 緒 論

1.1 云計(jì)算在化工企業(yè)信息化建設(shè)中應(yīng)用必要性

云計(jì)算是一個(gè)具備高度擴(kuò)展性和管理性并能夠勝任終端用戶應(yīng)用軟件計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的系統(tǒng)池，是并行計(jì)算（Parallel Computing）、分布式計(jì)算（Distributed Computing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）的發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算是虛擬化（Virtualization）、效用計(jì)算（Utility Computing）、IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息（例如：網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)用程序以及服務(wù)）可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。

在石化領(lǐng)域，云計(jì)算通過計(jì)算資源的虛擬化組織、分配和使用模式，可以實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，提高利用率。化工過程模擬和仿真、分子模擬設(shè)計(jì)等過程需要大量復(fù)雜的計(jì)算，云計(jì)算可以提供計(jì)算資源的共享平臺(tái)，整個(gè)過程將變得更加簡(jiǎn)捷和高效，從而避免了計(jì)算過程的重復(fù)和資源的浪費(fèi)。

石化企業(yè)的信息化系統(tǒng)需要對(duì)越來越多的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。這些數(shù)據(jù)來自于過程控制系統(tǒng)、MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）、LIMS（實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)）、SRM（采購管理）、ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）、CRM（客戶關(guān)系管理）、SCM（供應(yīng)鏈管理）、辦公自動(dòng)化、流程模擬優(yōu)化等系統(tǒng)，通過集中數(shù)據(jù)庫或者SOA（基于服務(wù)的架構(gòu)）及門戶技術(shù)，實(shí)現(xiàn)集成和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)分析成本也越來越大。因此，企業(yè)非常渴望有一個(gè)共享數(shù)據(jù)平臺(tái)來為其提供生產(chǎn)經(jīng)營管理解決方案。

企業(yè)管理軟件采用云服務(wù)模式的優(yōu)點(diǎn)在于：無需再配備IT方面的專業(yè)技術(shù)人員，同時(shí)能得到最新的技術(shù)應(yīng)用，滿足企業(yè)對(duì)信息管理的需求。只以相對(duì)低廉的“月費(fèi)”方式投資，不用一次性投資到位，不占用過多的營運(yùn)資金，從而緩解企業(yè)資金壓力；不用考慮成本折舊問題，并能及時(shí)獲得最新硬件平臺(tái)與最佳解決方案。不需要專門的軟件開發(fā)維護(hù)和管理人員，很大程度上緩解了企業(yè)在人力、財(cái)力上的壓力，使其能夠集中資金對(duì)核心業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的運(yùn)營。

1.2 化工企業(yè)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀

石油和化工是應(yīng)用信息技術(shù)最早的行業(yè)之一，從最早的單片機(jī)、工程設(shè)計(jì)等軟件的簡(jiǎn)單應(yīng)用到高效復(fù)雜系統(tǒng)的上線，行業(yè)信息化應(yīng)用逐步深入。歷經(jīng)數(shù)年的發(fā)展，行業(yè)信息化從概念到應(yīng)用、從盲目到理性，經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜而又充滿爭(zhēng)議的過程，其間許多企業(yè)在信息化建設(shè)過程中由于缺乏對(duì)信息化的足夠認(rèn)識(shí)造成了資金與資源的浪費(fèi)。

近年來，石油和化工企業(yè)信息化逐漸進(jìn)入理性發(fā)展階段。目前行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。由于化工企業(yè)各類生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量較多，而且大部分企業(yè)都是跨區(qū)域生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備的管理難度大，在行業(yè)信息化發(fā)展初期，由于信息化意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性了解不夠，信息化建設(shè)各自為戰(zhàn)，造成各系統(tǒng)之間無法互聯(lián)互通，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，阻礙了行業(yè)信息化的進(jìn)程。

在當(dāng)前信息化不斷推動(dòng)深入的過程中，信息化的應(yīng)用迅猛發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、多元分析以便找到數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，帶來大量的計(jì)算與存儲(chǔ)需求。而滿足這些需求僅僅靠企業(yè)自身的建設(shè)是很不合理的，因?yàn)樾枨蟛皇枪潭ǖ?，為此支付高額的費(fèi)用得不償失，因此，信息化建設(shè)急切需要一個(gè)支撐的平臺(tái)。

2 化工企業(yè)的發(fā)展對(duì)信息化的需求

作為我國國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一的化工企業(yè)，在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足人民群眾的日常需求方面發(fā)揮了重要作用。伴隨科技的迅猛發(fā)展和國際競(jìng)爭(zhēng)的加劇，我國傳統(tǒng)的化工企業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)，如何有效地改造生產(chǎn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)企業(yè)管理，提高生產(chǎn)效率成為眾多企業(yè)必須面對(duì)的問題，企業(yè)通過對(duì)供應(yīng)鏈各種信息的整合，可以從采購、庫存、售后服務(wù)等方面提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，對(duì)生產(chǎn)鏈做出及時(shí)的控制；通過信息化管理企業(yè)可以獲得最新的技術(shù)研發(fā)信息，及時(shí)確定企業(yè)的技術(shù)生產(chǎn)方向，從而提高自身的生產(chǎn)效率；通過信息管理，企業(yè)的決策者能夠及時(shí)了解各方面的信息，同時(shí)信息化管理能夠保障信息的真實(shí)性與時(shí)效性，為決策者的決策創(chuàng)造有利的條件。

在過去，勞動(dòng)力、原油、煤炭、電力、土地等資源要素的低價(jià)格縱容了化工企業(yè)高耗能、低附加值的粗放經(jīng)營模式，阻礙了企業(yè)和行業(yè)通過提高技術(shù)和效率來增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力、形成自主品牌和自我創(chuàng)新能力的步伐，而且能源消費(fèi)引起的污染與生態(tài)環(huán)境容量有限的矛盾日益突出，生產(chǎn)增長(zhǎng)的資源環(huán)境代價(jià)非常大，節(jié)能環(huán)保工作任重道遠(yuǎn)。不斷提高產(chǎn)品附加值是提高公司收益的一項(xiàng)重要策略，而目前全球化競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，要實(shí)現(xiàn)高附加值的最重要途徑就是創(chuàng)新，信息化是企業(yè)管理創(chuàng)新的重要組成部分，因此借助計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)全面信息化成為必然趨勢(shì)。

3 云計(jì)算在化工企業(yè)信息化中的具體部署

搭建云計(jì)算平臺(tái)提高系統(tǒng)的可移植性并能夠充分利用更加優(yōu)化的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)資源以提高效率、降低整體成本是需要重點(diǎn)解決的問題。為此我們以化工企業(yè)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)為頂層架構(gòu)，搭建數(shù)據(jù)中心的云計(jì)算資源池。它是由計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、化工相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)以及運(yùn)營管理平臺(tái)共同組成，運(yùn)營管理平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)資源池和應(yīng)用進(jìn)行管理調(diào)度及告警監(jiān)控。其組成框架如圖1所示。

云計(jì)算平臺(tái)服務(wù)端的復(fù)雜性和創(chuàng)新性，對(duì)于運(yùn)維是個(gè)全新的挑戰(zhàn)，運(yùn)維思路和方式都要相應(yīng)發(fā)生改變。在云計(jì)算平臺(tái)建設(shè)中建立一套計(jì)算運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)人工和自動(dòng)的運(yùn)維。建立云計(jì)算平臺(tái)，首先需要建立一套完整的資源池（網(wǎng)絡(luò)資源池、計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池），而這些資源的管理中，集群是基本運(yùn)維單位，從原來把服務(wù)器作為基本運(yùn)維單位，轉(zhuǎn)變?yōu)橐约鹤鳛榛具\(yùn)維單位。集群的容量管理、部署、監(jiān)控、故障管理等運(yùn)維任務(wù)，都必須以集群為單位進(jìn)行。集群可運(yùn)維性包括實(shí)現(xiàn)高效和大規(guī)模的部署、升級(jí)、遷移、擴(kuò)容和故障管理等運(yùn)維任務(wù)。

以計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池及網(wǎng)絡(luò)資源池為依托建立起IaaS云平臺(tái)，以基礎(chǔ)設(shè)施為化工企業(yè)的信息化建設(shè)需求提供服務(wù)，化工企業(yè)能夠部署和運(yùn)行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?；て髽I(yè)不管理或控制任何云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，但能控制操作系統(tǒng)的選擇、儲(chǔ)存空間、部署的應(yīng)用，也有可能獲得有限制的網(wǎng)絡(luò)組件（如防火墻、負(fù)載均衡器等）的控制。

隨著云平臺(tái)建設(shè)的推進(jìn)，在IaaS建設(shè)的基礎(chǔ)上，建立PaaS的服務(wù)模式，將軟件研發(fā)的平臺(tái)（或稱業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)）作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給化工企業(yè)用戶。為企業(yè)提供定制化研發(fā)的中間件平臺(tái)，同時(shí)涵蓋數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器等。PaaS可以增加在Web平臺(tái)上利用的資源數(shù)量?？赏ㄟ^遠(yuǎn)程Web服務(wù)使用數(shù)據(jù)即服務(wù)（Data-as-a-Service），還可以使用可視化的API，甚至還允許混合并匹配適合用戶應(yīng)用的其他平臺(tái)。化工企業(yè)或軟件廠商基于PaaS平臺(tái)可以快速開發(fā)自己所需要的應(yīng)用和產(chǎn)品。

隨著云計(jì)算平臺(tái)搭建的進(jìn)展，各化工企業(yè)在軟件系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)該采用SOA的架構(gòu)理念，運(yùn)用ESB（企業(yè)服務(wù)總線）提供的流程和數(shù)據(jù)交互能力，通過Web Service的接口方式如XML為未來的應(yīng)用和業(yè)務(wù)軟件提供數(shù)據(jù)訪問接口。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的架構(gòu)軟件包是獨(dú)立的軟件，即在一個(gè)完整的軟件包中將許多應(yīng)用程序功能整合在一起。采用SOA架構(gòu)方式則可以將單個(gè)應(yīng)用程序功能彼此分開，以便這些功能可以單獨(dú)用作單個(gè)的應(yīng)用程序功能或“組件”。這些組件可以用于企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)建各種其他應(yīng)用。

4 結(jié) 論

云計(jì)算被普遍認(rèn)為是一種商業(yè)計(jì)算模型。它將計(jì)算任務(wù)分布在由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，能夠按需獲取計(jì)算存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。云計(jì)算不僅僅是一個(gè)計(jì)算問題，它需要融合許多技術(shù)和成果，云計(jì)算技術(shù)在化工企業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用，意義重大而深遠(yuǎn)。

主要參考文獻(xiàn)

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