田國雙,李 桐
(東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱 150040)
隨著社會網(wǎng)絡(luò)信息化時代的來臨,利用良好的技術(shù)加強農(nóng)機設(shè)計制造企業(yè)的競爭是必不可少的一種手段,云計算模式在互聯(lián)網(wǎng)中的建立為中小企業(yè)的信息化發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。大數(shù)據(jù)時代的來臨給農(nóng)機設(shè)計制造企業(yè)既帶來了機遇,又帶來了挑戰(zhàn):一方面,基于大數(shù)據(jù)的協(xié)同化仿真可以有效地提高企業(yè)的數(shù)字化設(shè)計和制造效率;另一方面,大數(shù)據(jù)系統(tǒng)需要更快的處理速度、更大的存儲能力,而中小型企業(yè)很難具有如此龐大的資源。為了解決這個問題,云系統(tǒng)營運而生,并逐漸被應(yīng)用到會計信息化系統(tǒng)和機械數(shù)字化設(shè)計制造等領(lǐng)域。如果將其引入到農(nóng)機零部件設(shè)計制造系統(tǒng)中,對于提高農(nóng)機的設(shè)計制造效率具有重要的現(xiàn)實意義。
企業(yè)會計信息是企業(yè)管理決策人員做出決策的重要依據(jù),會計信息的質(zhì)量受到很多因素的影響,主要是人為因素。會計信息化可以降低人為因素的影響,提高會計信息的質(zhì)量,而基于云計算的會計信息系統(tǒng)將成為企業(yè)信息化的發(fā)展方向。云計算系統(tǒng)可以提高會計信息化的建設(shè),對于企業(yè)會計信息化發(fā)展具有重要的促進作業(yè)。
利用云計算系統(tǒng)可以對IT資源進行整合,投入更少的成本來完成企業(yè)會計信息化建設(shè)。這是由于在企業(yè)信息化建設(shè)過程中,需要進行軟件和硬件基礎(chǔ)設(shè)施的購買、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和后期維護費用,這些費用都要耗費大量的人力、物力和財力;而利用云計算系統(tǒng)可以由第三方提供這些資源,企業(yè)只需要一次性支付項目費用便可以完成信息化建設(shè),且可以根據(jù)自身系統(tǒng)的需求,調(diào)整資源。利用云計算還可以對財務(wù)數(shù)據(jù)進行保存和處理,在云端對財務(wù)進行在線分析,然后做出決策,從而大大提高了會計信息化的效率。 云計算系統(tǒng)還可以提供個性化的服務(wù),針對不同企業(yè)對會計信息化的不同需求提供個性化的辦公系統(tǒng)。云計算總體框架如圖1所示。
圖1 云計算總體框架Fig.1 The overall framework of cloud computing。
云計算主要是為對計算機資源進行合理的調(diào)度,從而節(jié)省企業(yè)會計化建設(shè)成本,改變了企業(yè)的IT架構(gòu),對于提升企業(yè)的數(shù)字化建設(shè)水平具有重要的推動作用。在農(nóng)機現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計平臺中如果引入云計算系統(tǒng),與企業(yè)會計信息化類似,不僅可以為農(nóng)機數(shù)字化設(shè)計提供可以共享的資源,而且可以實現(xiàn)農(nóng)機部件的協(xié)同化設(shè)計,對于農(nóng)機設(shè)計制造企業(yè)數(shù)字化信息化建設(shè)具有重要促進作用。
與會計信息化系統(tǒng)類似,農(nóng)機現(xiàn)代化設(shè)計系統(tǒng)的云計算體系主要是由5部分組成,包括管理層、基礎(chǔ)設(shè)施層、云平臺層、應(yīng)用層和農(nóng)機設(shè)計用戶訪問層。應(yīng)用層主要是為農(nóng)機設(shè)計系統(tǒng)提供軟件服務(wù)技術(shù)支持;基礎(chǔ)設(shè)置層主要是為平臺的設(shè)計提供硬件資源和虛擬化資源,如搭建平臺使用的物理設(shè)備、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和存儲設(shè)備等;農(nóng)機設(shè)計用戶訪問層主要是為設(shè)計人員和管理人員等提供相應(yīng)的訪問接口(如WEB服務(wù)項目),用戶可以通過網(wǎng)頁進入系統(tǒng);平臺層主要是對資源層服務(wù)的封裝,為各種設(shè)計提供平臺;管理層主要是管理功能,可以對平臺所有的服務(wù)進行管理。總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 基于云計算體系的現(xiàn)代化農(nóng)機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架Fig.2 The framework of modern agricultural machinery system。
based on cloud computing system
根據(jù)云計算體系農(nóng)機現(xiàn)代化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架,選用的服務(wù)器類型為機架式結(jié)構(gòu),適合計算密集型和網(wǎng)絡(luò)密集型應(yīng)用。渲染節(jié)點從文件服務(wù)器上讀取場景,然后進行渲染,最后將渲染結(jié)果保存到文件服務(wù)器上。當節(jié)點規(guī)模非常大時,服務(wù)器的壓力也會很大。為了保證系統(tǒng)的整體效率,需要選擇合適的文件服務(wù)器,并采用RAID技術(shù),保證服務(wù)器的穩(wěn)定性和可擴展性等。服務(wù)器及硬盤示意圖如圖3所示。
圖3 DELL機架式服務(wù)器和其硬盤Fig.3 DELL rack server and its hard disk。
戴爾的服務(wù)器采用了RAID技術(shù),使用6個1T容量的硬盤構(gòu)成了硬盤冗余陣列。硬盤可以支持熱插拔,因此在硬盤損壞的情況下需要更換硬盤時服務(wù)器也可以正常工程,從而有效保證了云系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。對于任務(wù)管理服務(wù)器,選用了惠普的Z800服務(wù)器,主要負責(zé)任務(wù)的分配,是基于云體系現(xiàn)代化農(nóng)機設(shè)計系統(tǒng)的核心。在農(nóng)機設(shè)計過程中,對于不同的設(shè)計軟件需要使用不同的場景進行渲染,而這些渲染節(jié)點對于性能的要求不高,但對于穩(wěn)定性要求較高。惠普服務(wù)器的穩(wěn)定性非常好,因此采用惠普服務(wù)器。
通過渲染節(jié)點對于性能和穩(wěn)定性的要求分析,對于渲染節(jié)點采用了如圖4所示的IBM切片式服務(wù)器,該型號服務(wù)器性能非常好且能耗低,價格便宜,綜合性能較為優(yōu)秀。
圖4 IBM刀片式服務(wù)器Fig.4 IBM blade server。
文件服務(wù)器、管理服務(wù)器、渲染節(jié)點服務(wù)器和硬盤等硬件選好之后,可以對現(xiàn)代化農(nóng)機數(shù)字化設(shè)計云系統(tǒng)硬件進行組網(wǎng),如圖5所示。基于IaaS架構(gòu),為每一臺服務(wù)器配置IP地址后架構(gòu)完成。
圖5 云系統(tǒng)硬件組網(wǎng)Fig.5 The Cloud System Hardware Networking。
為了驗證會計信息化技術(shù)和云計算技術(shù)在農(nóng)機現(xiàn)代化系統(tǒng)設(shè)計中使用的可行性,以農(nóng)機零部件的協(xié)同化設(shè)計為例,對設(shè)計系統(tǒng)的功能進行測試。隨著現(xiàn)代化農(nóng)機設(shè)備的不斷發(fā)展,重型農(nóng)機開始使用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,如圖6所示。
圖6 重型農(nóng)機拖拉設(shè)備示意圖Fig.6 The schematic diagram of tractor equipment for heavy agricultural machinery。
重型農(nóng)機的使用對于提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的生產(chǎn)效率具有重要的意義。由于重型農(nóng)機的噸位較大,因此對于其零部件的設(shè)計非常關(guān)鍵,特別是變速箱結(jié)構(gòu)等。
圖7為農(nóng)機拖拉設(shè)備的變速箱齒輪。在進行設(shè)計時,每個設(shè)計師可以單獨設(shè)計一個不同齒輪或者農(nóng)機零部件,然后通過基于會計信息的農(nóng)機設(shè)計云平臺系統(tǒng),對不同的齒輪和零部件進行組裝,得到如圖8所示的變速箱裝配。
圖7 齒輪造型圖Fig.7 The gear modeling drawing。
圖8 變速箱裝配體示意圖Fig.8 The schematic diagram of gearbox assembly。
利用云系統(tǒng)強大的計算能力,可以輕松地對零部件進行組裝。根據(jù)協(xié)同化設(shè)計原理及零件的各種配合,將不同的零部件進行組裝,組裝完成后還可以通過透視圖對零部件之間是否存在干涉情況進行檢查,如圖9所示。
圖9 拖拉設(shè)備變速箱透視圖Fig.9 The perspective view of tractor gearbox。
采用農(nóng)機現(xiàn)代化設(shè)計云系統(tǒng)集成的仿真軟件,可以方便地生成變速箱的裝配透視圖,且還可以進行模擬仿真。為了驗證云平臺所具有的優(yōu)勢,對使用和不使用云平臺系統(tǒng)進行了對比,得到了如表1所示的結(jié)果。
表1 建模和裝配周期對比Table 1 The cycle comparison of modeling and assembly。
為了驗證基于會計信息的現(xiàn)代化農(nóng)機設(shè)計云平臺系統(tǒng)對于農(nóng)機零部件設(shè)計所具有的優(yōu)越性,對使用云平臺系統(tǒng)和不使用云平臺系統(tǒng)建模和裝配設(shè)計用時進行了對比,結(jié)果表明:采用云平臺系統(tǒng)設(shè)計用時明顯少于不使用云平臺系統(tǒng)。這是由于采用云平臺可以進行協(xié)同化設(shè)計,有效提高了設(shè)計效率。
為了提高農(nóng)機零部件現(xiàn)代化數(shù)字化設(shè)計的效率,將基于會計信息的云系統(tǒng)引入到了農(nóng)機設(shè)計系統(tǒng)中,通過協(xié)同化設(shè)計和裝配仿真,提升了農(nóng)機的現(xiàn)代化設(shè)計水平。為了驗證方案的可行性,以農(nóng)機拖拉設(shè)備的齒輪變速箱設(shè)計為例,對農(nóng)機變速箱零部件進行了建模,并通過協(xié)同設(shè)計進行了裝配,最后生成了透視圖。由設(shè)計所用時間對比可以看出:采用云平臺系統(tǒng)具有較高的優(yōu)越性,可以明顯縮短設(shè)計周期,提高設(shè)計效率。