超融合架構(gòu)下實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

◇安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳 剛 張 波

2019年國家發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中提出要打造一批高水平實(shí)訓(xùn)基地，而現(xiàn)階段高職院校中的實(shí)訓(xùn)基地管理模式存在制度不完善、信息化水較低等問題。本文基于超融合架構(gòu)下的實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，建立符合學(xué)校實(shí)際的信息管理系統(tǒng)，并穩(wěn)步提高實(shí)訓(xùn)基地使用率，增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地管理水平。

實(shí)訓(xùn)基地的管理在學(xué)院的師生的教學(xué)過程中承擔(dān)著至關(guān)重要的作用，對(duì)于高職院校顯得尤為重要。采用超融合架構(gòu)來設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)可以顯著提高實(shí)訓(xùn)基地管理效率，包括提升實(shí)訓(xùn)基地使用率、提高實(shí)訓(xùn)設(shè)備利用率等。利用超融合技術(shù)對(duì)實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行整合管理就顯得尤為重要。

1 超融合架構(gòu)

1.1 超融合架構(gòu)的基本概念

超融合架構(gòu)（Hyper-converged infrastructure，縮寫為HCI），是一種將虛擬計(jì)算平臺(tái)和存儲(chǔ)融合到一起[1]，將使用本地連接的存儲(chǔ)資源的通用數(shù)據(jù)中心硬件與智能軟件相結(jié)合，以創(chuàng)建靈活的構(gòu)建基塊，以取代由單獨(dú)的服務(wù)器，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)陣列組成的傳統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。收益包括降低總體擁有成本，提高性能以及提高團(tuán)隊(duì)的生產(chǎn)率。

1.2 超融合架構(gòu)所具有的優(yōu)勢(shì)

（1）可擴(kuò)展性。具有縱向和橫向的擴(kuò)展性。當(dāng)存儲(chǔ)和計(jì)算資源不夠用時(shí)，直接按需添加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的方式可以實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展，快速擴(kuò)張存儲(chǔ)和計(jì)算資源。

（2）數(shù)據(jù)多副本。超融合架構(gòu)方案中可便捷支持2～3個(gè)副本[2]。例如副本1的服務(wù)器宕機(jī)，所需要的數(shù)據(jù)可以在副本2或者副本3中的服務(wù)器中找到，以保證工作的繼續(xù)，數(shù)據(jù)的完整。相對(duì)于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備，當(dāng)用戶想將存儲(chǔ)做幾個(gè)副本備份時(shí)，就必須要購買幾個(gè)相同的存儲(chǔ)設(shè)備才能滿足制作備份的條件，需要增加額外投資。

（3）讀取速度快。通過直接讀取本地服務(wù)器上的副本數(shù)據(jù)來加快數(shù)據(jù)讀取速度，較少數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)讀取的時(shí)間[3]。

（4）可虛擬化。通過將一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器組成一個(gè)服務(wù)器資源池，使用虛擬化技術(shù)模擬出多個(gè)和傳統(tǒng)服務(wù)器具有相同功能的服務(wù)器[4]，從而可以提高物理服務(wù)器的硬件使用效率。

2 實(shí)訓(xùn)基地管理現(xiàn)狀

2.1 管理成效較低

高職院校中，各個(gè)院系的實(shí)訓(xùn)基地所涉及的軟硬件設(shè)備都是不一樣的，在管理上面會(huì)存在各不相同的情況。由于受到院系自身實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)備數(shù)量限制，以致平臺(tái)軟件使用率較低，實(shí)訓(xùn)室硬件更新程度慢，加上軟件平臺(tái)更新速度快，導(dǎo)致一些軟件平臺(tái)使用功能受限。實(shí)訓(xùn)基地很多軟件受硬件影響無法升級(jí)到最新的版本，同時(shí)也降低了軟件的安全性，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展和需求。但是在實(shí)際的操作中，由于實(shí)訓(xùn)基地所屬的院部不同，會(huì)出現(xiàn)個(gè)別軟件使用頻率極高，在實(shí)際中往往出現(xiàn)多種問題，但是當(dāng)前的管理還停留在紙質(zhì)管理模式，管理人員無法充分認(rèn)識(shí)到這些問題，一直給教師和學(xué)生的使用帶來麻煩。實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)訓(xùn)課程也停留在過去的傳統(tǒng)階段，平時(shí)沒有課的情況下，設(shè)備都處于封閉狀態(tài)，完全發(fā)揮不出其實(shí)際的優(yōu)勢(shì)。

2.2 信息化水平低

很多院校的實(shí)訓(xùn)基地仍采用傳統(tǒng)的人工管理和紙質(zhì)管理模式，沒有充分運(yùn)用信息化的管理資源，導(dǎo)致管理效率低，無法在第一時(shí)間將軟件平臺(tái)數(shù)據(jù)、設(shè)備維修等信息更新和上傳，同時(shí)還存在實(shí)訓(xùn)基地上課“沖突”情況，實(shí)訓(xùn)基地沒有做到合理規(guī)劃、有序使用，以致于個(gè)別實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)備長期處于高使用率，間接的減少了實(shí)訓(xùn)基地硬件的使用壽命，這樣既不利于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，也容易造成不必要的浪費(fèi)，直接增加了實(shí)訓(xùn)基地的管理和維護(hù)成本。實(shí)訓(xùn)基地的日常使用率、維護(hù)情況以及設(shè)備的使用記錄也都是由相關(guān)管理人員手工記錄，實(shí)踐教學(xué)的老師及學(xué)生必須要到現(xiàn)場預(yù)約時(shí)間，極大的降低了實(shí)訓(xùn)基地的使用率，在一定程度上造成了資源的浪費(fèi)。

2.3 規(guī)章制度不完善

目前高職院校的實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)中，多數(shù)院校比較重視實(shí)訓(xùn)基地中場地建設(shè)、設(shè)備的采購等，而忽略了實(shí)訓(xùn)基地管理制度方面的建設(shè)，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)基地管理制度不健全、不完善。實(shí)際工作過程中實(shí)訓(xùn)基地教學(xué)會(huì)存在運(yùn)轉(zhuǎn)不順暢的情況，甚至沒辦法使用相關(guān)軟件平臺(tái)，最突出的問題就是無法正常使用教學(xué)軟件。在教學(xué)軟件平臺(tái)交付并驗(yàn)收使用后，容易出現(xiàn)管理人員和任課教師之間的責(zé)任劃分不清，當(dāng)問題出現(xiàn)時(shí)，任課教師認(rèn)為實(shí)訓(xùn)基地管理人員有義務(wù)管理和維護(hù)軟件平臺(tái)的正常使用，而實(shí)訓(xùn)基地管理人員認(rèn)為自身工作任務(wù)為硬件維護(hù)，軟件平臺(tái)不能正常使用是任課教師的問題。這樣就導(dǎo)致了實(shí)訓(xùn)基地教學(xué)存在問題不能及時(shí)解決處理，以致教學(xué)不能正常進(jìn)行。

2.4 開放程度差，使用率低

由于各個(gè)學(xué)院的實(shí)訓(xùn)基地自行獨(dú)立管理，因此產(chǎn)生管理標(biāo)準(zhǔn)的差異，其次就是各個(gè)學(xué)院之間缺少信息化共享平臺(tái)，以致校內(nèi)各院系之間容易出現(xiàn)置辦相同軟硬件的情況造成浪費(fèi)。校內(nèi)非本專業(yè)的學(xué)生根本沒有機(jī)會(huì)接觸，即使實(shí)訓(xùn)基地的資源閑置，感興趣的學(xué)生也沒有機(jī)會(huì)體驗(yàn)軟件平臺(tái)操作。再加上部分老師習(xí)慣使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，對(duì)新設(shè)備、新軟件不熟悉，使得實(shí)訓(xùn)基地閑置，使用率不高[5]。

3 實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

通過對(duì)實(shí)訓(xùn)基地管理的實(shí)際研究，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，基于超融合架構(gòu)技術(shù)形成了建設(shè)管理模塊、設(shè)備管理模塊、設(shè)備預(yù)約模塊、上課預(yù)約模塊、設(shè)備維修模塊、耗材領(lǐng)取模塊、安全教育模塊、資源共享模塊等八個(gè)模塊。

實(shí)訓(xùn)基地管理系管理系統(tǒng)通過設(shè)備管理模塊可以實(shí)時(shí)掌握實(shí)訓(xùn)基地的軟件平臺(tái)和設(shè)備硬件運(yùn)行狀態(tài)，并在發(fā)現(xiàn)問題后第一時(shí)間通過設(shè)備維修模塊處理并解決以保證實(shí)訓(xùn)過程；通過設(shè)備預(yù)約模塊合理分配實(shí)訓(xùn)基地和相關(guān)硬件的使用時(shí)間，提高設(shè)備的使用率，增加實(shí)訓(xùn)基地的開放時(shí)間，減少軟硬件的資源浪費(fèi)；在正常實(shí)訓(xùn)時(shí)間使用外，通過上課預(yù)約模塊設(shè)定實(shí)訓(xùn)基地的開放時(shí)間，讓有需要的學(xué)生在通過安全教育模塊測試的前提下進(jìn)行預(yù)約實(shí)訓(xùn)基地和設(shè)備，為有興趣的學(xué)生提供了充分的學(xué)習(xí)條件，可以提高學(xué)生們的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，有力的彌補(bǔ)了實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的一些不足。

圖1 實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

3.2 實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)管理模塊

此模塊中包含實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目建設(shè)申請(qǐng)、招標(biāo)參數(shù)管理、項(xiàng)目進(jìn)度管理三個(gè)子模塊，通過此模塊將建設(shè)流程通過無紙化的方式管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目申報(bào)（實(shí)訓(xùn)基地名稱、預(yù)算，用途，場地、負(fù)責(zé)人）、項(xiàng)目申報(bào)論證報(bào)告及附件上傳功能。根據(jù)不同的項(xiàng)目，創(chuàng)建和定義審批流程，也可自定義流程方式；支持對(duì)應(yīng)項(xiàng)目采購合同信息采集和合同原件電子掃描件上傳，電子存檔；支持對(duì)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目的申報(bào)、評(píng)審、論證、實(shí)施、驗(yàn)收全程資料管理等功能[6]，方便各個(gè)學(xué)院建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地時(shí)的資源共享。

3.3 實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備管理模塊

此模塊中包含實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備管理、設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備數(shù)據(jù)中心、設(shè)備借出管理、借用申請(qǐng)、借用審核六個(gè)子模塊，通過此平臺(tái)監(jiān)控、管理實(shí)訓(xùn)基地所有設(shè)備，以及申請(qǐng)人可以通過平臺(tái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行申請(qǐng)、借用，增加了資源共享。設(shè)備管理模塊與學(xué)院能夠和學(xué)校原有固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)接，形成完整閉環(huán)，為后期固定資產(chǎn)的清查和交接做好數(shù)據(jù)支撐準(zhǔn)備。

3.4 實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備預(yù)約模塊

此模塊中包含設(shè)備預(yù)約、設(shè)備預(yù)約詳情兩個(gè)子模塊，管理者可以通過查看設(shè)備預(yù)約詳情模塊實(shí)施開放、分配有效資源，教師、學(xué)生可以通過設(shè)備預(yù)約模塊為申請(qǐng)?jiān)O(shè)備做準(zhǔn)備。通過預(yù)約的形式來提高設(shè)備的使用率，為有需要、有興趣的學(xué)生提供學(xué)習(xí)條件，彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)時(shí)間短的不足，提高學(xué)生的創(chuàng)新和動(dòng)手能力。

3.5 實(shí)訓(xùn)基地上課預(yù)約模塊

此模塊中包含實(shí)訓(xùn)基地資源管理和實(shí)訓(xùn)基地預(yù)約詳情模塊，申請(qǐng)人可以用過預(yù)約讓管理者提前準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)基地上課環(huán)境，提高使用效率，管理者可以在預(yù)約詳情模塊中查看實(shí)訓(xùn)基地的使用率并做及時(shí)調(diào)整，給予后期建設(shè)新的實(shí)訓(xùn)基地以數(shù)據(jù)支撐。

3.6 實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備維修模塊

此模塊中包含實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備維修管理以及維修設(shè)備統(tǒng)計(jì)，通過此模塊可以讓學(xué)生、教師及時(shí)通過掃描設(shè)備旁邊的二維碼對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行報(bào)修，維修人員會(huì)在第一時(shí)間收到報(bào)修信息，了解維修信息后，第一時(shí)間到達(dá)故障點(diǎn)，大大提高了維修的時(shí)效率，同時(shí)也降低實(shí)訓(xùn)基地的故障率，通過此模塊可以提高設(shè)備完好率以及統(tǒng)計(jì)管理人員的響應(yīng)時(shí)間和維修進(jìn)度。

3.7 實(shí)訓(xùn)基地耗材管理模塊

此模塊中包含耗材的入庫、出庫、申請(qǐng)、審核、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、預(yù)警等。根據(jù)實(shí)際入庫情況將耗材放置在指定位置的倉庫并自動(dòng)生成入庫單。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修和報(bào)修需要的耗材領(lǐng)用管理。按照類型設(shè)置不同耗材的庫存預(yù)警信息，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)提醒庫存中耗材使用情況。跟蹤耗材從入庫至報(bào)廢處理，形成完整記錄。通過對(duì)耗材的科學(xué)管理，可以大大降低耗材的使用量，提高耗材使用時(shí)間，也可以通過報(bào)表對(duì)設(shè)備維修的耗材做統(tǒng)計(jì)，逐步提高使用率高的耗材采購力度，避免無法及時(shí)解決設(shè)備故障的情況出現(xiàn)。

3.8 實(shí)訓(xùn)基地安全教育模塊

此模塊中包含安全題庫、考核標(biāo)準(zhǔn)、安全教育考核三個(gè)模塊，通過將Word、PPT、視頻學(xué)習(xí)資料管理和上傳，公共開放視頻，直接顯示在門戶頁面，供用戶瀏覽觀看，其它學(xué)習(xí)資料在線生成網(wǎng)頁端展示，供用戶學(xué)習(xí)。通過建立科學(xué)的系統(tǒng)題庫，支持考題的多樣化，系統(tǒng)根據(jù)管理員設(shè)置不同難度題目的數(shù)量以及相應(yīng)的分值后自動(dòng)隨機(jī)生成試卷進(jìn)行考核。學(xué)生可在線進(jìn)行查詢、學(xué)習(xí)以及模擬測試。對(duì)使用實(shí)訓(xùn)基地的學(xué)生和教師，進(jìn)行相關(guān)安全教育及考核，增強(qiáng)了使用者自身對(duì)實(shí)訓(xùn)基地的愛護(hù)和管理意識(shí)，也增強(qiáng)了使用者的安全意識(shí)。

3.9 實(shí)訓(xùn)基地資源共享模塊

此模塊中包含用戶資源分配、個(gè)人資源、公共資源三個(gè)模塊，用于集中管理各種實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源，按用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)瀏覽使用。獲取并顯示各種資源信息，通過鏈接地址，供學(xué)生下載，并統(tǒng)計(jì)下載信息。通過云存儲(chǔ)的形式，系統(tǒng)給每個(gè)授課教師提供云盤功能，供教師上傳資料和學(xué)生上傳作業(yè)。這樣既方便了老師上課資料和學(xué)生作業(yè)的存儲(chǔ)，也方便了學(xué)生在不同地點(diǎn)可以直接調(diào)用自己的云盤資料，不再受設(shè)備和空間限制。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)模式的實(shí)訓(xùn)基地管理已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)階段高職院校的訴求，不僅環(huán)節(jié)繁瑣、低效，并且存在及時(shí)性差等缺陷，為此設(shè)計(jì)超融合架構(gòu)下的實(shí)訓(xùn)基地管理系統(tǒng)來優(yōu)化并提高實(shí)訓(xùn)基地管理效率，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了在實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目安排上提供了數(shù)據(jù)支撐，更好的發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地的軟硬件在實(shí)踐教學(xué)中的作用，更好的為學(xué)校的教學(xué)、科研工作保駕護(hù)航，從而進(jìn)一步提高了實(shí)訓(xùn)基地管理者的工作效率和實(shí)訓(xùn)基地使用率。