基于Eucalyptus的數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能培訓(xùn)云平臺(tái)設(shè)計(jì)

孟海斌 蔡金蘋

【摘 要】我國機(jī)床行業(yè)，數(shù)控和磨具技工缺口巨大，培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和高級(jí)技能人才已成為當(dāng)務(wù)之急。本文提出了數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能培訓(xùn)服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)方案，采用開源的軟件架構(gòu)Eucalyptu云平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行部署，該架構(gòu)具有良好的可擴(kuò)充性、高性能和高安全性，能夠滿足機(jī)床行業(yè)職業(yè)技能培養(yǎng)的需求。通過對(duì)平臺(tái)的吞吐量、平均響應(yīng)時(shí)間及系統(tǒng)資源監(jiān)控等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試后得到的數(shù)值均在正常的范圍內(nèi)，滿足平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，結(jié)果表明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的，并具有良好的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 云平臺(tái) 技能培訓(xùn) 數(shù)控機(jī)床

我國機(jī)械行業(yè)中等規(guī)模以上企業(yè)約4萬個(gè)，從業(yè)人員總數(shù)約1300萬人。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于數(shù)控機(jī)床行業(yè)，數(shù)控技工和磨具技工缺口達(dá)60余萬人，這種問題已經(jīng)上升為社會(huì)熱點(diǎn)問題，引起了廣泛關(guān)注，對(duì)于此問題的應(yīng)對(duì)措施，六部委一致研究決定實(shí)施“職業(yè)院校制造業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)工程”，這是一個(gè)五年計(jì)劃，目標(biāo)是培養(yǎng)更多的制造業(yè)技工人才，從根本上緩解技術(shù)工人短缺的現(xiàn)狀。沈陽市在全國裝備制造業(yè)具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，沈陽制造業(yè)具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，科技含量高，產(chǎn)量總值高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)等特點(diǎn)。正是由于沈陽裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展勢(shì)頭，迫切需要大量各層次的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技能人才。加速發(fā)展職業(yè)教育，加快實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和高級(jí)技能人才已成為當(dāng)務(wù)之急。因此迫切需要建立機(jī)床應(yīng)用職業(yè)技能與教育實(shí)訓(xùn)就業(yè)一體的平臺(tái)，滿足企業(yè)用人的需要，也提高學(xué)員就業(yè)機(jī)會(huì)。

本文擬采用開源的軟件架構(gòu)Eucalyptus云平臺(tái)架構(gòu)構(gòu)建數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能培訓(xùn)云平臺(tái)。通過該平臺(tái)，跟蹤上市的機(jī)床產(chǎn)品；按機(jī)床產(chǎn)品的操作指南、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)定課程體系；通過各部門的合作，最終將形成產(chǎn)學(xué)用多方聯(lián)動(dòng)機(jī)制的面向數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技能職業(yè)教育服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈和新的業(yè)態(tài)。

在本系統(tǒng)的開發(fā)過程中，使用Microsoft Windows 2003 Server服務(wù)器，采用Apache， MySQL和PHP的架構(gòu)方式。系統(tǒng)環(huán)境要求能夠運(yùn)行PHP+MySQL的軟件，其中PHP用于編寫相應(yīng)的操作代碼、生成頁面，MySQL數(shù)據(jù)庫用于保存用戶發(fā)布和編輯的內(nèi)容。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)架構(gòu)

1.1 設(shè)計(jì)原理

本文設(shè)計(jì)的服務(wù)平臺(tái)以云計(jì)算為框架結(jié)構(gòu)，即使用互聯(lián)網(wǎng)來接入或者運(yùn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)及服務(wù)。云計(jì)算分為三個(gè)層次：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和軟件即服務(wù)。前者在最下端，后者在頂端，中間的是平臺(tái)。云計(jì)算的整體框架又可以更細(xì)化分類，每一部分在具體的案例中不一定都會(huì)用到，而是具體情況具體分析，運(yùn)用不同的層次結(jié)構(gòu)。

1.2 設(shè)計(jì)架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的職業(yè)技能培訓(xùn)平臺(tái)采用基于Eucalyptus的云平臺(tái)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。作為開源的軟件架構(gòu)，Eucalyptus可將現(xiàn)有服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)在云平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。Eucalyptus是一個(gè)開源的軟件層項(xiàng)目，由Santa Barbara大學(xué)建立，它采用Linux工具以及基于web的服務(wù)在服務(wù)器組或者服務(wù)器集群上進(jìn)行部署，用來實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的彈性需求。

Eucalyptus采用層狀結(jié)構(gòu)，主要有三個(gè)層次，包括Instance Manager用于對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行控制，安裝在所有具有虛擬機(jī)的節(jié)點(diǎn)上；Group Manager對(duì)應(yīng)一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由虛擬集結(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)對(duì)一組Instance Manager收集到的實(shí)例信息進(jìn)行管理；Cloud Manager作為云的入口，對(duì)一組Group Manager進(jìn)行管理，為云用戶和管理員提供接口服務(wù)。

2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能培訓(xùn)公共服務(wù)平臺(tái)設(shè)置6個(gè)一級(jí)欄目：課程體系、系統(tǒng)管理、資源庫、情景教學(xué)、職業(yè)技能評(píng)估測(cè)試、人力資源管理，并對(duì)其二級(jí)、三級(jí)欄目進(jìn)行展開，從而構(gòu)建完整的技能培訓(xùn)系統(tǒng)。

在對(duì)主頁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮界面的友好、美觀、簡(jiǎn)潔，突出數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能培訓(xùn)的特點(diǎn)等。在頁面中要鮮明的體現(xiàn)系統(tǒng)的所有一級(jí)欄目，并在主頁中體現(xiàn)出主要的功能模塊，以便用戶能夠方便快捷的進(jìn)入相應(yīng)的欄目和功能模塊中。各子頁應(yīng)在頁面相應(yīng)的位置提供統(tǒng)一的或風(fēng)格相似的內(nèi)容，以便用戶能夠方便的返回主頁或直接進(jìn)入其他欄目。

在系統(tǒng)主頁的前臺(tái)設(shè)計(jì)中要提供主要功能鏈接（如課程體系、情景教學(xué)、職業(yè)技能評(píng)估測(cè)試等），并對(duì)重要的信息、公告進(jìn)行發(fā)布，同時(shí)提供各類查詢功能（如課程體系查詢、教學(xué)資源查詢、培訓(xùn)進(jìn)度查詢、及測(cè)試成績(jī)查詢等功能）；在后臺(tái)的頁面設(shè)計(jì)中為平臺(tái)管理者提供更為準(zhǔn)確且直觀的界面排版功能。

3 平臺(tái)測(cè)試

本次針對(duì)數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能培訓(xùn)公共服務(wù)云平臺(tái)的性能進(jìn)行整體測(cè)試，監(jiān)測(cè)平臺(tái)的可靠性、穩(wěn)定性和可用性，測(cè)試指標(biāo)包括：最大并發(fā)數(shù)、總吞吐量、平均吞吐量、響應(yīng)時(shí)間等主要指標(biāo)。

測(cè)試結(jié)果如下：最大并發(fā)數(shù)為：11；總吞吐量：953，047，602；平均吞吐量：573，327；總的請(qǐng)求數(shù)：276，852；平均請(qǐng)求數(shù)：125，694.測(cè)試參數(shù)Throughput單位時(shí)間內(nèi)的Throughput值較大，這表明云平臺(tái)服務(wù)器服務(wù)性能越好。

4 結(jié)語

在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)化職業(yè)技能培訓(xùn)體系的建設(shè)是各類教學(xué)資源、教學(xué)體系、軟硬件建設(shè)協(xié)同配合和分布式資源調(diào)度的結(jié)果。云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)和日益成熟給職業(yè)技能培訓(xùn)資源的整合提供新的服務(wù)模式和方法。本文采用基于Eucalyptus的云平臺(tái)開發(fā)了職業(yè)技能培訓(xùn)平臺(tái)。通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái)，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)職業(yè)技能培訓(xùn)系統(tǒng)，應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)手段，開創(chuàng)了全新的學(xué)習(xí)渠道，打破空間、時(shí)間的限制，云平臺(tái)提供的負(fù)載均衡服務(wù)支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行、維護(hù)和彈性調(diào)度。對(duì)培訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)例測(cè)試得到的各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期的要求，通過對(duì)平臺(tái)的吞吐量、平均響應(yīng)時(shí)間及系統(tǒng)資源監(jiān)控等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試后得到的數(shù)值可知，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是切實(shí)可行的，并且其穩(wěn)定性良好。

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基金項(xiàng)目：沈陽市科技計(jì)劃項(xiàng)目F14-165-8-00