中小型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺搭建研究

【摘? 要】工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根基，在工業(yè)企業(yè)的運(yùn)行體系中，實(shí)現(xiàn)自身與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，推動生產(chǎn)管理方式變革，是助推工業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要保障。工業(yè)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，離不開云平臺的支撐。論文從中小型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺搭建的意義出發(fā)，闡述云平臺的搭建需求、總體架構(gòu)、具體搭建形式和測試要求，說明云平臺搭建的關(guān)鍵技術(shù)，以此為相關(guān)研究提供參考，為推動中小型工業(yè)企業(yè)朝云化方向轉(zhuǎn)型提供理論支撐。

【關(guān)鍵詞】中小型企業(yè)；工業(yè)企業(yè)；互聯(lián)網(wǎng)；云平臺

【中圖分類號】F276.3；F49；TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2023）06-0139-03

1 引言

云平臺是指以計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲為實(shí)現(xiàn)形式，以硬件和軟件資源為實(shí)現(xiàn)載體，滿足用戶云化運(yùn)行需求的服務(wù)模式。相對于傳統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系而言，云平臺具有計(jì)算能力強(qiáng)、信息存儲和傳輸能力強(qiáng)、覆蓋范圍廣、應(yīng)用便利等特征。就中小型工業(yè)企業(yè)而言，搭建滿足生產(chǎn)運(yùn)營管理需要的云平臺，實(shí)現(xiàn)各方面數(shù)據(jù)的云化運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的基本要求。

2 中小型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺搭建的意義

2.1 融入數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系的基本路徑

數(shù)字經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平提升的關(guān)鍵支撐，成為工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的重要推動力。就中小型工業(yè)企業(yè)而言，積極融入數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)變，能夠切實(shí)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式效率低下、信息管理不暢等方面的問題，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。云平臺是數(shù)字經(jīng)濟(jì)最為主要的應(yīng)用形式之一，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)管理的實(shí)際情況，構(gòu)建完善的云平臺運(yùn)行體系，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)生產(chǎn)管理與數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系的有效對接，能夠更為高效地解決生產(chǎn)管理活動中的問題，通過與上下游企業(yè)的多元化溝通，形成更為高效的信息傳輸體系，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的針對性，滿足客戶群體的多元化需求[1]。基于數(shù)字經(jīng)濟(jì)的有效驅(qū)動，能夠更好地推動中小型工業(yè)企業(yè)朝現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)型，為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用。

2.2 優(yōu)化生產(chǎn)管理方式的重要保障

中小型工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)管理具有流程短、技術(shù)簡單等特征，但是生產(chǎn)作業(yè)流程受上游原材料供應(yīng)穩(wěn)定性、下游產(chǎn)品需求類型多樣化等因素的影響較為顯著?；谝栽破脚_為載體的新型管理方式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各個部門、各個崗位信息溝通效率的提升，還能夠基于生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確預(yù)測和評估生產(chǎn)運(yùn)營中的問題，在切實(shí)滿足市場和客戶需求的基礎(chǔ)上，優(yōu)化傳統(tǒng)生產(chǎn)管理方式，推動生產(chǎn)管理朝向精細(xì)化方向發(fā)展，為提升企業(yè)生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益提供堅(jiān)實(shí)保障[2]。基于云平臺的生產(chǎn)管理方式優(yōu)化，能夠有效消除傳統(tǒng)模式中存在的成本材料浪費(fèi)過多、生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重等方面問題，推動中小型企業(yè)向綠色低碳循環(huán)、高質(zhì)量發(fā)展方向轉(zhuǎn)型，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障，為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展提供有力支持。

2.3 創(chuàng)新企業(yè)商業(yè)模式的重要載體

在當(dāng)前工業(yè)品市場競爭不斷加劇、企業(yè)經(jīng)營環(huán)境更加復(fù)雜的背景下，構(gòu)建以互聯(lián)網(wǎng)云平臺為基本支撐的創(chuàng)新型商業(yè)模式，是實(shí)現(xiàn)中小型工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要保障。在互聯(lián)網(wǎng)云平臺的運(yùn)行體系中，能夠利用生產(chǎn)過程中的原材料價格分析、性能參數(shù)分析、生產(chǎn)能耗分析，銷售過程中的成本和效益分析等，更加準(zhǔn)確地把握市場變化動態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)對市場變化趨勢的精準(zhǔn)評估，為后續(xù)生產(chǎn)管理的調(diào)整優(yōu)化提供準(zhǔn)確參考[3]。基于云平臺實(shí)現(xiàn)客戶群體的溝通和拓展，在精準(zhǔn)分析客戶需求的基礎(chǔ)上，評估企業(yè)自身的生產(chǎn)及創(chuàng)新能力，更好地滿足客戶的定制化需求。通過多元化的服務(wù)方式，能夠推動工業(yè)企業(yè)由傳統(tǒng)的被動發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髂Ｊ剑鼮榫珳?zhǔn)地把握市場機(jī)會，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的突破性發(fā)展[4]。通過商業(yè)模式的創(chuàng)新，能夠更好地激發(fā)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新力，利用云平臺推動產(chǎn)業(yè)鏈由原本的線狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成良好的創(chuàng)新驅(qū)動模式，為我國經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展提供有效驅(qū)動力。

3 云平臺的需求分析和總體架構(gòu)

3.1 功能需求

中小型工業(yè)企業(yè)在我國工業(yè)體系中占比最大、覆蓋產(chǎn)業(yè)類型最為廣泛，是生產(chǎn)生活中各種工業(yè)品生產(chǎn)的主體?；谥行⌒凸I(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的特征，云平臺的搭建需要滿足如下方面的功能需求：第一，生產(chǎn)管理，這是云平臺搭建的核心內(nèi)容，包括庫存、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)技術(shù)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、能源利用等多個方面；第二，產(chǎn)業(yè)鏈管理，主要包括上游材料采購、供應(yīng)、運(yùn)輸及庫存管理，下游銷售及新客戶開發(fā)等多個方面；第三，企業(yè)內(nèi)部信息共享，以內(nèi)部控制為核心，實(shí)現(xiàn)各方面信息在運(yùn)營管理層面的流通交互，有效提升企業(yè)整體運(yùn)營效率；第四，人力資源管理，人是工業(yè)生產(chǎn)活動的主體，優(yōu)化人力資源管理體系，實(shí)現(xiàn)人力資源效能的最優(yōu)化發(fā)揮，是云平臺應(yīng)當(dāng)具備的基本功能；第五，架構(gòu)需求，要能夠滿足各種類型業(yè)務(wù)的處理請求和快速響應(yīng)需求，能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器的高效運(yùn)行，便于各方面用戶在各種場景下的高效使用。

3.2 非功能需求

非功能需求是指云平臺自身安全穩(wěn)定運(yùn)行所需要具備的基本功能，具體可以細(xì)分為如下方面內(nèi)容：第一，性能需求，即滿足用戶訪問和管理需求所應(yīng)當(dāng)具備的基本性能水平，同時，要確保性能合理性，避免由于性能過高造成明顯冗余的現(xiàn)象。性能需求主要包括響應(yīng)時間、并發(fā)量、容災(zāi)性等幾個方面，在并發(fā)量方面，應(yīng)當(dāng)留出后期增加入口。第二，用戶訪問權(quán)限，應(yīng)當(dāng)基于分級分權(quán)管理原則，設(shè)定不同用戶的操作權(quán)限，有效避免越權(quán)訪問導(dǎo)致的信息安全問題。第三，安全可靠性，應(yīng)當(dāng)確保云數(shù)據(jù)機(jī)房中各個虛擬機(jī)的獨(dú)立性，選用安全可靠的操作系統(tǒng)，并選擇合適的云安全防護(hù)技術(shù)。第四，數(shù)據(jù)存儲和傳輸安全技術(shù)，應(yīng)當(dāng)采用多層次云備份策略，利用定期備份、異地備災(zāi)等方式，確保數(shù)據(jù)存儲安全。同時，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，要選擇合適的加密技術(shù)，在系統(tǒng)前端和后臺通信環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的編碼解碼處理，確保數(shù)據(jù)傳輸中不會出現(xiàn)外部入侵導(dǎo)致的丟失和篡改等問題。第五，應(yīng)用服務(wù)，需要滿足工業(yè)企業(yè)各種生產(chǎn)運(yùn)營管理數(shù)據(jù)的高并發(fā)、高訪問需求，確保服務(wù)端能夠在限定時間范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效處理。對于超出處理能力的請求包，應(yīng)當(dāng)先告知客戶端服務(wù)器資源緊張，在丟棄后讓客戶選擇其他服務(wù)器發(fā)起調(diào)用，提升云數(shù)據(jù)處理效率。

3.3 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

在當(dāng)前的網(wǎng)站架構(gòu)體系中，主要有單一部署架構(gòu)、垂直部署架構(gòu)、分布式服務(wù)架構(gòu)和流動計(jì)算架構(gòu)等多種方式[5]?；谥行⌒凸I(yè)生產(chǎn)管理的特征和不同架構(gòu)方式的運(yùn)行特征，通常采用分布式服務(wù)架構(gòu)的方式進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。針對中小型工業(yè)企業(yè)云平臺的運(yùn)行需求，總體架構(gòu)應(yīng)當(dāng)包括如下分層：第一，網(wǎng)絡(luò)通信層，所選擇的技術(shù)類型應(yīng)當(dāng)便于代碼開發(fā)；第二，協(xié)議層，主要是發(fā)揮解釋翻譯RSF數(shù)據(jù)包的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)多種形式的數(shù)據(jù)包傳輸；第三，請求響應(yīng)層，能夠?qū)⒚看握{(diào)用請求對象化為一個Request對象，將調(diào)用結(jié)果封裝為Response對象；第四，調(diào)度層，能夠滿足本地RDF服務(wù)注冊、遠(yuǎn)程傳輸對象序列化管理及企業(yè)運(yùn)營管理調(diào)整后所需要的復(fù)雜功能；第五，接口層，包括企業(yè)、供應(yīng)鏈及消費(fèi)者等各個群體的業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口。

4 云平臺的具體搭建和測試

4.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

中小型工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)管理是以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資料合理利用，庫存、生產(chǎn)與銷售協(xié)同，綠色生產(chǎn)等高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)為基本導(dǎo)向的，因此，云平臺系統(tǒng)的總體架構(gòu)應(yīng)當(dāng)包括如下幾個組成部分：第一，系統(tǒng)管理模塊，這是云平臺運(yùn)行管理的基礎(chǔ)組成部分，第一個注冊的管理員主要負(fù)責(zé)企業(yè)各方面業(yè)務(wù)的管理，要能夠?qū)崿F(xiàn)對各個方面用戶的導(dǎo)入和劃分，能夠依照企業(yè)組織架構(gòu)設(shè)計(jì)后續(xù)模塊內(nèi)容，能夠優(yōu)化圖形化、可視化操作頁面，滿足各個崗位在云平臺上的便利操作要求。后臺管理應(yīng)當(dāng)具備用戶管理、組織管理、權(quán)限管理、日志管理等各個方面。第二，生產(chǎn)管理模塊，主要包括材料的采購、調(diào)配，生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能耗管理等各個方面，同時，應(yīng)當(dāng)具備良好的數(shù)據(jù)分析能力，便于管理層面實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)流程的系統(tǒng)性監(jiān)管。第三，溝通模塊，包括企業(yè)內(nèi)部不同層級、不同崗位工作人員的單聊、群聊、視頻和語音會議、企業(yè)通訊錄、企業(yè)內(nèi)部成員邀請等功能。第四，行政模塊，主要包括移動考勤、審批流程、公告通知、員工檔案等功能。第五，工作模塊，主要包括任務(wù)協(xié)作、企業(yè)文庫、周報(bào)日報(bào)、運(yùn)維檢修報(bào)告等功能。第六，銷售模塊，主要包括客戶管理、銷售業(yè)績、營銷方案制定和執(zhí)行等功能。

4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的“倉庫”，能夠滿足管理層、員工層的生產(chǎn)和銷售數(shù)據(jù)分析需求，也是后續(xù)智能化分析的基礎(chǔ)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫首先要合理確定系統(tǒng)管理表，之后依據(jù)系統(tǒng)功能模塊，合理優(yōu)化生產(chǎn)管理、溝通、行政、工作、銷售等各個模塊運(yùn)行所需要的表格，將對應(yīng)的表格進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以此不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，還能夠有效提升生產(chǎn)管理效率，滿足遠(yuǎn)程管理需求，實(shí)現(xiàn)制度的剛性管理與人性化管理的有效結(jié)合。

4.3 服務(wù)接口設(shè)計(jì)

云平臺的運(yùn)行需要滿足信息在生產(chǎn)管理和用戶擴(kuò)展等各個方面的需求，需要根據(jù)中小型工業(yè)企業(yè)管理體系的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層面的優(yōu)化。因此，服務(wù)接口設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下方面的功能需求：第一，數(shù)據(jù)高效傳輸需求，系統(tǒng)在接收請求調(diào)用后，能夠在客戶端形成接口，在加工轉(zhuǎn)換后，以消息形式傳輸至遠(yuǎn)程機(jī)器，并由遠(yuǎn)程機(jī)器重新轉(zhuǎn)化，在調(diào)用處理完畢后，反饋給客戶端。請求響應(yīng)過程不會影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)本身運(yùn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多個數(shù)據(jù)并發(fā)調(diào)用。第二，高并發(fā)設(shè)計(jì)，在遇到客戶端不間斷式發(fā)起請求的高并發(fā)狀態(tài)下，要求服務(wù)器能夠具備較好的抵御能力，需要根據(jù)處理能力判斷接收狀態(tài)，如出現(xiàn)需要丟棄超出承受能力請求包的情形，需要先向客戶端告知服務(wù)器資源緊張，讓客戶端選擇其他服務(wù)器調(diào)用。第三，接口協(xié)議，選擇合適的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)電腦端、手機(jī)端與服務(wù)器的安全通信，在每次通信時都進(jìn)行簽名驗(yàn)證，避免數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)被篡改的現(xiàn)象[6]。

4.4 系統(tǒng)功能測試

系統(tǒng)功能測試的目的主要是驗(yàn)證電腦與手機(jī)端的功能是否一致、是否完善，在進(jìn)行測試時，需要根據(jù)模塊設(shè)計(jì)，驗(yàn)證所有功能，直至所有基本功能都達(dá)到運(yùn)行要求，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對所有用戶操作的保存和提交，能夠有效滿足日常使用需求。

4.5 系統(tǒng)性能測試

為確保云平臺系統(tǒng)能夠長期保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)對所有生產(chǎn)和管理信息的有效銜接，在系統(tǒng)功能測試完成后，需要進(jìn)行如下方面的測試：第一，穩(wěn)定性測試，在正常使用一個月內(nèi)，要求系統(tǒng)不會出現(xiàn)無法訪問的情況；第二，數(shù)據(jù)量測試，在系統(tǒng)正常使用一個月后，評估系統(tǒng)空間占有比和擴(kuò)展性；第三，并發(fā)測試，測試服務(wù)器能夠支持多少用戶同時在線，并利用請求訪問測試服務(wù)器的并發(fā)性能。根據(jù)測試結(jié)果分析云平臺運(yùn)行中的問題，并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，直至所有性能都能夠滿足生產(chǎn)管理要求。

5 云平臺搭建的關(guān)鍵技術(shù)

5.1 機(jī)理模型庫

中小型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺的搭建，雖然不需要類似于大型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺搭建與運(yùn)行所需的復(fù)雜架構(gòu)，但是在監(jiān)測數(shù)據(jù)不斷增加、逐漸朝智能化管理方向轉(zhuǎn)型的背景下，需要在云平臺中增加故障診斷功能，通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的精準(zhǔn)評估，確保云平臺功能更加完善，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)智能分析的作用。以生產(chǎn)電機(jī)設(shè)備的中小型工業(yè)企業(yè)為例，產(chǎn)品性能和運(yùn)行狀況不僅影響企業(yè)自身的運(yùn)行可靠性，同時，對應(yīng)用場景系統(tǒng)的生產(chǎn)穩(wěn)定性具有顯著的影響。因此，在云平臺中，可以利用機(jī)理模型庫，搭建機(jī)器學(xué)習(xí)、狀態(tài)評估、壽命預(yù)測、能效評估、數(shù)據(jù)技術(shù)、故障診斷等模塊[7]，利用成熟的機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行大數(shù)據(jù)訓(xùn)練，得到產(chǎn)品的相關(guān)模型。在生產(chǎn)作業(yè)管理中，將實(shí)時數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的模型，能夠利用相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、剩余壽命、能效優(yōu)化方法、故障等情況，利用云平臺實(shí)現(xiàn)與用戶之間的溝通，能夠便于客戶調(diào)整生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)維方案，有效提升生產(chǎn)管理的合理性，提高客戶生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益水平。

5.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)是云平臺得以高效、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵性技術(shù)。中小型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺項(xiàng)目需要布置在云服務(wù)器上，依照動態(tài)需求分配資源，利用微服務(wù)器架構(gòu)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算。云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)，主要是利用云組態(tài)工具，根據(jù)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評估、故障診斷等功能，并在處理完成后，將分析結(jié)果返回給用戶，便于用戶根據(jù)實(shí)際情況作出下一環(huán)節(jié)的決策，推動生產(chǎn)管理方式的優(yōu)化。

5.3 云組件技術(shù)

云組件技術(shù)是指在較為復(fù)雜的云平臺體系中，將應(yīng)用程序分解成相互獨(dú)立的功能模塊，在實(shí)際運(yùn)行中，能夠利用云組件自動定義實(shí)現(xiàn)組態(tài)畫面，能夠根據(jù)生產(chǎn)管理需求，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)界面的優(yōu)化。同時，云組件技術(shù)的應(yīng)用，為云平臺設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供良好的技術(shù)支持，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的腳本調(diào)試，確保系統(tǒng)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

6 結(jié)語

中小型工業(yè)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺的搭建和運(yùn)行，已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展和模式創(chuàng)新的必然趨勢，就企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層面而言，必須以新型理念為指引，增加在云平臺建設(shè)方面的資金投入、技術(shù)投入和人力資源投入，推動企業(yè)生產(chǎn)管理方式和運(yùn)營模式不斷創(chuàng)新，在不斷提升企業(yè)經(jīng)營水平的同時，實(shí)現(xiàn)多方共贏，為經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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【作者簡介】高曉騰（1986-），男，山東萊陽人，從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究。