張 楠
云平臺在水利水電設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展前景分析
張 楠
(河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院,河北石家莊050021)
云平臺技術(shù)是數(shù)字化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新興方向和重大轉(zhuǎn)變,其新穎的云支持服務(wù)方式具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。具有高可靠性、海量用戶支持、平臺資源分配靈活、智能化分析處理等特點(diǎn)??捎行Ч?jié)約計(jì)算機(jī)閑置性能,降低企業(yè)運(yùn)行成本、提升工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,促進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展。因此對水利水電設(shè)計(jì)單位而言,有必要關(guān)注此領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)。
云平臺;水利水電;數(shù)字化設(shè)計(jì)
“云平臺”起源于自主性的“云計(jì)算”,后來隨著技術(shù)和理念的不斷發(fā)展,范圍逐步拓展到開放性的“云共享”和“云創(chuàng)新”等方面。云平臺非常強(qiáng)調(diào)對大規(guī)模信息資源的有效整合,和對創(chuàng)新資源的開發(fā)與聚集。云平臺將技術(shù)、知識、經(jīng)驗(yàn)、人才等分散性資源有機(jī)聚合在一起,突破信息孤島限制,創(chuàng)建出標(biāo)準(zhǔn)化的匯集企業(yè)群體智慧的共同體。
目前數(shù)字化云平臺技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到軍事、IT、科研、教育、電信等眾多領(lǐng)域,其新穎的云支持服務(wù)方式具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢?shí)現(xiàn)了跨界產(chǎn)業(yè)的深度整合。云平臺能夠?yàn)槠髽I(yè)提供高可靠性和海量用戶支持的統(tǒng)一工作平臺,整合了目前分布式系統(tǒng)的硬件資源,提高了資源的使用效率[1]。平臺資源按需分配,擴(kuò)充靈活,可有效節(jié)約計(jì)算機(jī)閑置性能,降低企業(yè)運(yùn)行成本,并能形成基于企業(yè)文化的云創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。
企業(yè)級私有云平臺主要包括如下幾個(gè)部分。
(1)統(tǒng)一的平臺基礎(chǔ)(Foundation):云平臺建立在企業(yè)的自主服務(wù)器或公共云服務(wù)器上,各種相關(guān)的支撐功能,如標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫、標(biāo)準(zhǔn)化資料庫、基本操作界面等。
(2)統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(Infrastructure services):在云平臺的分布式環(huán)節(jié)中提供的基礎(chǔ)服務(wù),如集成式服務(wù)、遠(yuǎn)程存儲服務(wù)以及各級用戶的ID管理服務(wù)等。
(3)統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)(App1ication services):云平臺允許管理者將既有程序嵌入“云”端里運(yùn)行,也允許使用者使用“云”端里提供的應(yīng)用服務(wù)。為用戶提供一整套適用于實(shí)際工作的應(yīng)用軟件。包括套裝商業(yè)軟件和定制開發(fā)軟件2大類。其中套裝商業(yè)軟件包括Auto CAD、MicroStation、理正等;定制開發(fā)軟件由使用者根據(jù)自己的實(shí)際工作需求或工作標(biāo)準(zhǔn),自行或委托開發(fā)。開發(fā)者在本地進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)測試,一鍵部署到云平臺上進(jìn)行聯(lián)調(diào)和發(fā)布。
對水利水電設(shè)計(jì)單位而言,云平臺是一個(gè)非常好的綜合辦公平臺,其技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。
2.1 云安全
硬件方面,設(shè)計(jì)單位所有的設(shè)計(jì)工作和設(shè)計(jì)資料均在云服務(wù)器中統(tǒng)一儲存和管理,突破了傳統(tǒng)離散式存儲管理格局??蛻舳瞬辉僭O(shè)置計(jì)算機(jī)主機(jī),只有顯示器和鍵盤鼠標(biāo)能夠通過企業(yè)的域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與云平臺服務(wù)器相連,所有的數(shù)據(jù)和資料只有通過特定接口才能上傳和拷貝。
軟件方面,云平臺為每個(gè)使用者提供差異化的虛擬操作桌面,集成了不同使用者工作所需的全部應(yīng)用程序。設(shè)計(jì)人員按照其崗位級別獲得對應(yīng)的使用權(quán)限,在所參與的項(xiàng)目組空間內(nèi)開展設(shè)計(jì)工作。建立、刪除、修改、查找、拷貝等使用權(quán)限均嚴(yán)格受控,有效保證了企業(yè)核心資產(chǎn)的安全性。
2.2 云管理
云平臺可全面融入OA自動(dòng)化辦公系統(tǒng)、協(xié)同設(shè)計(jì)體系、圖檔存儲管理系統(tǒng)。具備強(qiáng)大的工作進(jìn)程管理機(jī)制。
智能化的監(jiān)控系統(tǒng)可以對云平臺內(nèi)所有的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源,以及提供的云服務(wù)過程進(jìn)行全天候運(yùn)維監(jiān)控。有任何涉嫌機(jī)密的操作均被自動(dòng)記錄和追溯。
2.3 云計(jì)算
云計(jì)算是能夠?qū)崿F(xiàn)自我維護(hù)管理的虛擬計(jì)算資源庫。設(shè)計(jì)單位所有的計(jì)算模塊均嵌入在云平臺中,設(shè)計(jì)者根據(jù)需要調(diào)用相關(guān)模塊進(jìn)行某一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的計(jì)算?;蛘咭劳泻笈_數(shù)據(jù)流的傳遞應(yīng)用以及特殊類型算法,建立某個(gè)項(xiàng)目的計(jì)算庫,實(shí)現(xiàn)某一特定建筑物的優(yōu)化布置和整體設(shè)計(jì)。
2.4 云共享
云共享是云平臺的最大優(yōu)點(diǎn)之一,依托于網(wǎng)絡(luò)各個(gè)終端用戶,以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化方式分享到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫之中。其他用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)快速查找到所需要的各種資源、資料。在此過程中,分享的資源通過保護(hù)協(xié)議確保資料的安全存儲和安全分享??梢匀谌肫髽I(yè)全部設(shè)計(jì)資料,建立標(biāo)準(zhǔn)化資料庫、計(jì)算書庫、計(jì)算模板庫??梢哉f,一個(gè)內(nèi)涵豐富的云平臺,就是一座企業(yè)級的知識寶庫。避免了因離職、退休等特殊情況導(dǎo)致的知識流失,能夠有效積累和提升企業(yè)的核心競爭力。因此應(yīng)當(dāng)重視云創(chuàng)新資源的積累和云共享體系的構(gòu)建,形成創(chuàng)新的資源云端,為設(shè)計(jì)單位創(chuàng)新模式提供基礎(chǔ)平臺。
2.5 云擴(kuò)展
云平臺不受計(jì)算機(jī)硬件控制,可根據(jù)使用者的需要,對平臺資源進(jìn)行合理的按需分配,實(shí)現(xiàn)硬件資源的最優(yōu)化利用。當(dāng)企業(yè)有異地辦公需要時(shí),還可以建立跨地域的云共享平臺,遠(yuǎn)程辦公感受與本地毫無二致。當(dāng)硬件資源不能滿足設(shè)計(jì)單位需要時(shí),可通過簡單的服務(wù)器擴(kuò)充、升級。除此之外,云平臺還可以與App、微信、微博等移動(dòng)端連接,實(shí)現(xiàn)全方位的云覆蓋,實(shí)時(shí)保障工作的順利開展和對外宣傳。
2.6 云創(chuàng)新
云創(chuàng)新模式的具體實(shí)現(xiàn)路徑尚未定論,一般來說,云創(chuàng)新主要是打造基于企業(yè)文化的開放式平臺,形成創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。通過信息資料的聚集、開發(fā)接口的開放,結(jié)合利益分享機(jī)制吸引企業(yè)成員參與到重要事務(wù)的解答、技術(shù)革新、資源拓展等環(huán)節(jié)中來。能夠快速捕捉使用者的需求、想法、創(chuàng)意、技術(shù)發(fā)明等資源要素,為企業(yè)創(chuàng)新提供源源不斷的動(dòng)力[2]。
在云平臺上,云管理、云安全等環(huán)節(jié)都有比較成熟的商業(yè)化產(chǎn)品可以使用,不存在較大的技術(shù)難題。對水利水電設(shè)計(jì)單位而言,最難的是如何建立適應(yīng)自己工作特點(diǎn)的云共享庫、云計(jì)算庫和云創(chuàng)新庫。這3個(gè)云庫,其基礎(chǔ)均建立在企業(yè)內(nèi)部嚴(yán)格且完備的標(biāo)準(zhǔn)化體系之上??梢哉f,沒有水利水電工程的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系,就不可能有云平臺后續(xù)升華基礎(chǔ)。
對水利水電工程而言,其最大的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是因地制宜。由于地形、地質(zhì)、水文等基礎(chǔ)條件的復(fù)雜性和獨(dú)特性,幾乎不可能找到完全相同的2個(gè)水利水電項(xiàng)目。因而在開展水利水電設(shè)計(jì)工作時(shí),人的主觀因素仍然占據(jù)絕對的地位,計(jì)算機(jī)只能長期處于輔助設(shè)計(jì)的角色。
隨著水利水電工程標(biāo)準(zhǔn)化程度和計(jì)算水平的不斷提升,設(shè)計(jì)內(nèi)容中隨意和混沌的比重越來越少,絕大多數(shù)設(shè)計(jì)工作都是基于精確計(jì)算和嚴(yán)密邏輯關(guān)聯(lián)的。由此導(dǎo)致設(shè)計(jì)者的工作量十分巨大。這對設(shè)計(jì)者的計(jì)算功底和邏輯分析能力是一個(gè)很大的考驗(yàn)。因此我們非常希望計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠幫助設(shè)計(jì)人員完成更多更復(fù)雜的工作。
隨著優(yōu)化算法和系統(tǒng)工程技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)方興未艾,已經(jīng)展露出巨大的發(fā)展?jié)摿?。谷歌的A1phaGo(阿爾法狗)人工智能系統(tǒng),憑借強(qiáng)大的蒙特卡洛樹搜索算法和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在“人機(jī)大戰(zhàn)”中戰(zhàn)勝了世界圍棋冠軍李世石。為我們展示了計(jì)算機(jī)技術(shù)所能達(dá)到的新高度。
而在水利水電設(shè)計(jì)工作中,比如以遺傳算法為理論基礎(chǔ)的專家決策系統(tǒng),具備強(qiáng)大的邏輯分析處理能力,可在多維影響因子作用下高效遴選出工程設(shè)計(jì)方案的整體最優(yōu)解,有效避免人工決策時(shí)容易陷入局部最優(yōu)解的困局??梢蕴娲艽笠徊糠值娜斯し治?、處理和統(tǒng)計(jì)過程,幫助設(shè)計(jì)者快速做出決策。
在未來,可能一個(gè)電腦專家就是一個(gè)設(shè)計(jì)大師,而一個(gè)設(shè)計(jì)大師可能同時(shí)也是一個(gè)成功的電腦工程師。因此我們可以預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來,水利水電設(shè)計(jì)工作有可能變得很簡單。換一種說法,水利水電工程設(shè)計(jì)人員的主要精力將集中在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定和設(shè)計(jì)平臺的優(yōu)化完善上。而方案比選、計(jì)算復(fù)核、匯總統(tǒng)計(jì)、制圖等常規(guī)工作將主要由計(jì)算機(jī)替代完成。作坊式的涉及體制終將被打破,自動(dòng)化流水線式的設(shè)計(jì)不再是可望而不可及的夢想。
而要做到這一切,一個(gè)良好的聚眾創(chuàng)新的云平臺必不可少,一個(gè)充分調(diào)動(dòng)企業(yè)全體職工創(chuàng)新活力的生態(tài)環(huán)境必不可少。這就要求企業(yè)必須具備開放、民主、多元的文化特征,打破層層壁壘的垂直管理模式,在技術(shù)、資金、人力和信息資源等方面加以整合和促進(jìn),創(chuàng)造網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模式和協(xié)同發(fā)展思維,打造企業(yè)在組織管理、財(cái)務(wù)效益、市場開拓、行業(yè)影響、商業(yè)模式等方面的云創(chuàng)新成果。
云平臺是未來企業(yè)工作系統(tǒng)的發(fā)展之路。目前對云平臺認(rèn)識的誤區(qū)主要集中在安全性和適用性2方面。據(jù)了解目前安全性方面需求最高的軍事領(lǐng)域已經(jīng)全面普及云平臺,因此其它行業(yè)大可不必過度憂慮。人們需要更深入地了解云平臺的特點(diǎn),并以更積極的態(tài)度去面對新技術(shù)。
在適用性方面,由于水利水電工程涉及的專業(yè)門類很多,根據(jù)各專業(yè)技術(shù)特點(diǎn)和項(xiàng)目特點(diǎn),預(yù)計(jì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在中小型水利工程的水工、金結(jié)、電氣等專業(yè)將率先實(shí)現(xiàn)突破。特別是水閘、涵洞、倒虹吸、擋土墻、泵站、鋼閘門等共通性較強(qiáng)的領(lǐng)域。
[1]張千,陳朝根,梁鴻.基于虛擬化技術(shù)的私有云計(jì)算平臺設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2015,35(11):3063-3069.
[2]張玉明,王孚瑤.云創(chuàng)新模式構(gòu)建要素與實(shí)現(xiàn)路徑[J].科技進(jìn)步與對策,2016(01).
[3]梁勇,張攀翔,陳秋華.企業(yè)級數(shù)據(jù)庫云平臺的建設(shè)與運(yùn)維方案[J].電信科學(xué),2012(02).
[4]王芳.基于云架構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2013.
[5]張玉明.云創(chuàng)新理論與應(yīng)用[M].北京:經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社,2013.
[6]陳全,鄧倩妮.云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2009,29(09).
[7]姜毅,王偉軍,曹麗,等.云計(jì)算:概念,技術(shù)及應(yīng)用研究綜述[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012(04):351-361.
[8]黃粱,陳魯敏,王加興,等.企業(yè)私有云平臺建設(shè)研究[J].機(jī)電工程,2014,31(08):1090-1093.
TP399
A
1672-2469(2017)03-0011-02
DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.006
2017-01-17
張 楠(1981年—),男,高級工程師。