制造業(yè)信息化中虛擬化技術的應用研究

吳瑞曦

(達索系統(tǒng)(上海)信息技術有限公司,上海 200120)

制造業(yè)信息化中虛擬化技術的應用研究

吳瑞曦

(達索系統(tǒng)(上海)信息技術有限公司,上海 200120)

近幾年,隨著各行各業(yè)信息化的發(fā)展,制造業(yè)也表現出信息化發(fā)展的特性。為提高制造業(yè)的發(fā)展能力,企業(yè)主動引進虛擬化技術,實現特定空間內的多系統(tǒng)運行。虛擬化技術在制造業(yè)中的應用,不僅提高其信息化的發(fā)展能力,更重要的是為制造業(yè)進步提供基礎條件,完善制造業(yè)的發(fā)展環(huán)境。因此,本文通過對虛擬化技術進行研究,分析其在制造業(yè)信息化中的應用。

制造業(yè) 信息化 虛擬化技術

虛擬化技術主要是借助計算機CPU，構建虛擬機，通過虛擬機營造出多個CPU。目前，虛擬化技術在云計算的帶動下，體現多樣化的虛擬服務，提高其在制造業(yè)信息化中的應用水平。信息化是制造業(yè)的發(fā)展趨勢，而虛擬化技術的應用，著實強化制造業(yè)的可靠性，促使其達到高效運營的標準，降低制造企業(yè)的管理難度，進而提高其在社會市場中的競爭力。虛擬化技術在制造業(yè)信息化中的應用，一方面改善制造業(yè)的運行環(huán)境，為其提供信息化的發(fā)展手段，另一方面拓寬制造企業(yè)創(chuàng)造經濟效益的途徑，滿足制造業(yè)在信息化發(fā)展上的需求。

1 制造業(yè)信息化中的虛擬化技術

制造業(yè)內涉及到多樣化的運營平臺，而且具備多層次的生產特性，其中虛擬化技術，簡單而言是指在制造業(yè)計算機的操作系統(tǒng)內，利用虛擬的方式，構建出多個應用系統(tǒng)，構圖如下圖1。信息化主要是現代制造業(yè)的發(fā)展方向，確保該項企業(yè)具備現代化的生產能力[1]。制造業(yè)的快速發(fā)展，增加企業(yè)內部的運行壓力，原有的運行系統(tǒng)已經不能滿足大規(guī)模的資源需求，所以制造企業(yè)逐漸引進虛擬化技術，為制造業(yè)提供多項運營空間。

制造業(yè)信息化中的虛擬化技術，主要是運行于同一個物理環(huán)境中，利用不同的技術結構，構建虛擬化的空間，為制造業(yè)提供穩(wěn)定的IT空間，有助于管理制造業(yè)中的信息化資源。分析制造業(yè)信息化中虛擬化技術的表現，如下。

1.1 制造業(yè)信息化中的虛擬分類

制造業(yè)信息化中的虛擬化技術，存在多種分類方式，結合虛擬化技術的實際應用，分析其在制造業(yè)中的分類。如：(1)表示層虛擬，經由Web虛擬后，在制造企業(yè)信息化的過程中，提供相關的虛擬界面和操作;(2)程序虛擬，利用Java編寫，提供虛擬的程序，發(fā)揮其在制造業(yè)中虛擬服務的能力，確保制造企業(yè)能夠直接進行系統(tǒng)分配;(3)資源虛擬，制造業(yè)中包含大量的數據資源，通過資源虛擬的方式，有助于安全存儲制造資源，資源虛擬以系統(tǒng)的方式存在，為制造企業(yè)提供動態(tài)服務;(4)平臺虛擬，實現操作系統(tǒng)的虛擬化，合理規(guī)劃制造資源的順序，同時利用虛擬模式，將資源分配到對應的模式中，平臺虛擬提高制造業(yè)信息化的操作性，具備系統(tǒng)控制的優(yōu)勢，避免過于復雜的系統(tǒng)參與到制造業(yè)中。

圖1 虛擬技術的構圖圖示

圖2 虛擬化技術設計制造的指令流程

1.2 制造業(yè)信息化中的虛擬方法

虛擬方法在制造業(yè)信息化中，能夠提供虛擬服務，如：指令、計算等，基本是在虛擬的環(huán)境中完成[2]。以指令為例，分析制造業(yè)中的虛擬方法。指令虛擬的對象是整個指令層，轉化制造業(yè)中的硬件代碼，確保不同的指令能夠集中在虛擬的指令層內，基于指令的虛擬方法比較復雜，需要利用優(yōu)化與編譯的方式，才能實現準確的虛擬。

2 虛擬化技術在制造業(yè)信息化中的應用

虛擬化技術能夠提高制造業(yè)信息化的發(fā)展能力，為其提供可靠的發(fā)展空間，通過抽象、模擬的方式，獲取真實環(huán)境中的制造業(yè)信息，緩解企業(yè)運營中的壓力。分析虛擬化技術在制造業(yè)信息化中的應用，如下。

2.1 虛擬化技術的應用框架

虛擬化技術是制造業(yè)信息化發(fā)展的基礎，提供高質量的信息服務。虛擬化技術的應用框架主要是分配虛擬的資源，為制造業(yè)提供信息化的控制方式，按照制造業(yè)信息化發(fā)展的屬性，虛擬化技術的應用框架通過制造業(yè)的控制服務總線相互連接，其可分為四項，如：(1)表示層，位于制造業(yè)的最上層，提供不同類型的虛擬機和虛擬服務，同時模擬虛擬化的環(huán)境，為各項數據運行提供技術支持;(2)服務層，用于為制造業(yè)信息化提供科學的服務，如集成、管理、計算等服務，負責制造業(yè)中的全部服務內容，保障制造業(yè)的高效運行;(3)數據層，在虛擬的環(huán)境中，構建不同類型的數據庫，支持制造業(yè)的運行與服務，數據層是虛擬化技術的核心，其中包括制造業(yè)的全部信息，完成企業(yè)到用戶的制造過程;(4)虛擬計算機資源池，其位于虛擬化技術框架的最底部，由軟件和Web組成，起到資源優(yōu)化的作用，還能連接制造業(yè)中的信息模塊，提高操作服務。

2.2 信息整合中的應用

制造業(yè)信息化中的數據比較多，虛擬化技術的應用，能夠整合運行信息，避免信息過多發(fā)生混亂。制造業(yè)信息化需要整合的條件，以某大型制造企業(yè)為例，分析虛擬化技術在信息整合中的應用。該企業(yè)非常注重信息化的發(fā)展，主動利用虛擬化技術，提高信息整合的能力[3]。首先該企業(yè)虛擬了Web服務，為企業(yè)內的數據創(chuàng)造整合平臺，充分利用虛擬化技術中的硬件資源，結合兼容的方式整合信息;然后開發(fā)多個虛擬程序，促使其在隔離的狀態(tài)下，實現資源共享，在確保資源完善整合的基礎上，穩(wěn)定信息供應;最后營造虛擬環(huán)境，提供虛擬系統(tǒng)，平衡整合信息，為制造業(yè)提供足夠的虛擬環(huán)境，不會影響制造業(yè)的運營效率。虛擬化技術下的信息整合，便于信息的分類與維護，制造企業(yè)在虛擬系統(tǒng)內即可實現制造信息的屬性調配，完成信息整個中的管理。

2.3 信息控制中的應用

虛擬化技術具備信息技術的諸多特性，其在制造業(yè)信息化中起到良好的控制作用，應用于信息控制中。虛擬化技術利用了多層架構，在信息方面實現快速遷移，可以使連續(xù)運行的制造業(yè)務，快速、準確的轉移到另一個信息環(huán)境中，而且不會出現任務操作故障。虛擬化技術能夠為制造業(yè)信息化提供控制編程，明確控制業(yè)務信息的運行。例如：某制造企業(yè)利用虛擬化技術的編程模擬，構建虛擬的運行系統(tǒng)，作為程序應用到信息控制中，編程模擬之間存在相互作用，能夠在運行中產生到位的控制，在該企業(yè)信息系統(tǒng)內提供異構服務，避免信息中出現過度運行，體現信息控制的優(yōu)勢，而且虛擬化技術通過編程在該企業(yè)內構建了控制主機，此類控制主機可以作為企業(yè)運行系統(tǒng)的備用，一旦實際主機出現運行故障，及時啟動控制主機即可，嚴謹控制信息運行，雖然控制主機處于虛擬的環(huán)境中，但是其能夠正常替代運行主機，防止信息失控。

2.4 設計制造中的應用

設計制造時制造業(yè)信息化的主要部分，同時也是虛擬化技術高效應用的領域。虛擬化技術在設計制造中，利用動態(tài)模擬的方式，設計出虛擬的產品。虛擬化技術能夠通過物理服務器，向虛擬服務器發(fā)送設計指令，然后傳輸到用戶端，完成設計制造，流程表示如下圖2，設計制造依賴于相關軟件，不需消耗任何現實資源。設計制造通過虛擬化技術，模擬了高度仿真的環(huán)境，設計人員在仿真系統(tǒng)內輸入制造業(yè)中表現出的市場需求、發(fā)展動向，完成個性化的模擬制造。目前，虛擬化技術在設計制造中的應用，仍舊處于發(fā)展狀態(tài)，其在制造業(yè)的應用中，朝向復雜、多樣的方向進展。

3 虛擬化技術在制造業(yè)中的服務構架

服務構架是虛擬化技術在制造業(yè)信息化中應用的指導，規(guī)范虛擬化技術的服務方式。分析虛擬化服務框架的應用及優(yōu)勢，如下。

3.1 服務框架的應用

制造業(yè)信息化發(fā)展中的系統(tǒng)比較多，增加Web的運行壓力，制造企業(yè)中利用虛擬化技術，提供虛擬Web，提高制造數據的運行能力。制造企業(yè)按照信息化與虛擬化的發(fā)展需求，提出科學的規(guī)劃方式，服務框架中充分利用了云計算、數據虛擬的方法[4]。虛擬服務框架的構建，必須改變原有Web的運行方式，而且降低Web的數量，但是運行配置確實高于傳統(tǒng)方式，特別是在新業(yè)務系統(tǒng)的上線速度方面，表現出了快速的優(yōu)勢，還可在云計算環(huán)境中實現無縫過渡。

3.2 服務框架的優(yōu)勢

虛擬化的服務框架具備明顯的優(yōu)勢，有利于制造業(yè)的信息化發(fā)展，其在制造業(yè)中起到連接、優(yōu)化的作用。例舉服務框架的典型優(yōu)勢，如下。

3.3 拓寬業(yè)務類型

制造業(yè)信息化中的服務框架，存在連續(xù)性，有利于拓寬制造生產中的業(yè)務類型，確保業(yè)務的順利進行。服務框架通過Vmotion技術，保障虛擬Web的業(yè)務能力，避免其在多樣化業(yè)務中出現運行問題。由于新型經濟發(fā)展的沖擊，傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)展面臨越來越多的困境，因此，拓寬業(yè)務類型已經成為推動制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，這也是在新經濟發(fā)展時期，制造企業(yè)轉型過程中亟待解決的重要問題。

3.4 提升運行效率

服務框架在制造業(yè)中的應用，雖然位于虛擬的環(huán)境中，但是仍舊具備全面監(jiān)控的特點，一旦服務框架出現故障或運行問題，監(jiān)控系統(tǒng)會在第一時間內反饋給運維人員，經由運維人員調整、修復，不會產生資源浪費。服務框架在監(jiān)控狀態(tài)下，降低運行維護的頻率，緩解虛擬化技術在制造業(yè)中的運行壓力，進而提升了運行效率。

3.5 節(jié)約運營資金

制造業(yè)在虛擬化技術的參與下，構建了虛擬的服務框架，取締傳統(tǒng)的Web，制造企業(yè)面臨海量數據運行時，無需增加傳統(tǒng)Web的數量，降低硬件設備的采購量，所以企業(yè)不用支付此部分資金，而且還可在空間、能源上降低投入量。例如：某制造企業(yè)按照1：8的比例，構建服務框架，取消大量的Web，很大程度上節(jié)約了運營資金。

4 基于云計算虛擬化技術在制造業(yè)信息化中的發(fā)展

云計算是虛擬化技術運行發(fā)展的途徑，保障虛擬化技術在制造業(yè)信息化中占據穩(wěn)定的地位。以云計算為背景，分析制造業(yè)信息化中虛擬化技術的發(fā)展，如下。

4.1 資源調度

虛擬化技術在制造業(yè)信息化中存在一定優(yōu)勢，結合應用與發(fā)展的現狀，為虛擬化技術提出資源調度的發(fā)展方向。虛擬化技術發(fā)展中的資源調度，能夠保障制造企業(yè)準確獲得資源信息，不會產生信息延時的缺陷，而且可以在短時間內實現資源的大規(guī)模調度[5]。虛擬化技術資源調度的發(fā)展，需在云計算的環(huán)境下完成，由此才可具備資源調度的條件和依據，保障資源實現快速的整合與分配，還可在制造業(yè)信息化應用中，設定優(yōu)先權限，確保制造企業(yè)享受優(yōu)先的資源調度服務。在市場經濟發(fā)展越發(fā)迅猛的今天，再加上制造行業(yè)的成本不斷上升，要想提升制造業(yè)信息化水平，就必須根據其發(fā)展的具體情況，采用先進的虛擬化技術，以確保制造業(yè)的進一步發(fā)展。

4.2 數據管理

制造業(yè)信息化中數據管理的范圍比較大，傳統(tǒng)虛擬化技術的條件，無法實現海量的數據管理，所以云計算是數據管理發(fā)展的必須條件。制造業(yè)將虛擬化技術的數據管理，做為重點發(fā)展的項目，利用技術、機制等因素，構建出數據管理的基礎，主動引導制造業(yè)中虛擬服務的路徑，促使數據信息，既可以在傳統(tǒng)環(huán)境中實現科學的管理，又可以在虛擬環(huán)境中完成管理控制，明確數據管理的目的。

5 結語

虛擬化技術的應用，為制造業(yè)的信息化發(fā)展提供了有力條件。虛擬化技術在制造業(yè)中的應用，處于不斷成熟的狀態(tài)，由于虛擬化技術本身具備發(fā)展的能力，既可以適應現代云計算的環(huán)境，又可以順應信息化的發(fā)展趨勢，體現高效率的發(fā)展水平，著實提高制造業(yè)的運營水平，緩解其在社會發(fā)展中的競爭壓力。由此可見：虛擬化技術有利于制造業(yè)信息化的發(fā)展，推進制造業(yè)朝向信息、創(chuàng)新的方向發(fā)展，保障制造業(yè)具備可靠的能力，改善制造業(yè)傳統(tǒng)化的現狀。

[1]王敏.一種虛擬化資源管理服務模型及其實現[J].計算機學報,2011,(5)：19-21.

[2]李毅凱.我國制造業(yè)信息化的現狀與發(fā)展對策[J].中國集體經濟,2011(36)：23-25.

[3]楊宇.網絡虛擬化資源管理及虛擬網絡應用研究[D].北京郵電大學,2013(6)：14-16.

[4]房俊.一種支持業(yè)務端編程的服務虛擬化機制VINCA-VM[J].計算機學報,2011(4)：10-12.

[5]侯星帥.虛擬化技術在數據中心服務器資源整個中的應用[D].長安大學,2011(10)：45-47.

[6]陳小軍.虛擬化技術及其在制造業(yè)信息化中的應用綜述[J].計算機工程與應用,2012(8)：16-18.

吳瑞曦(1983—),男,江西瑞昌人,本科,高級項目經理,研究方向：計算機應用技術。