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云计算向工厂自动化延伸 自动化技术是云计算的

2019-06-11 09:59栏目:案例
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  云计算译自英文cloud computing。云计算(Cloud Computing)是网格计算(GridComputing)、分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(ParallelComputing)、效用计算(Utility Computing)网络存储(Network StorageTechnologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(LoadBalance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个本钱相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统,并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的贸易模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。

  云计算是一种基于因特网的超级计算模式,在远程的数据中心里,成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。因此,云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力,拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、猜测天气变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接进数据中心,按自己的需求进行运算。

  毫无疑问,就像计算机的出现、互联网的出现一样,云计算也会很快深刻地影响到我们生活和工作的模式。那么,就工控领域而言,云计算会给我们带来哪些影响呢?

云计算提高生产工作效率

  云最重要的特性是按需提供服务,就像以太网,只要有网络连接,就可以快速使用;是一种共享数据源,可以动态地在线或者离线使用;允许这些共享资源进行动态配置。

  云计算是一种根植于以太网的技术,它几乎遍及各处。有了云,工厂就能够更加容易地开展工作,在需要时且仅在需要时获得计算机资源。云能够按需伸缩,更重要的是,用户只需为被使用的资源付费。由于过程应用和设备需要处理数量庞大的数据,所以业界已经注意到了共享信息存取的优势所在。正是因为有了云,数据管理水平被进一步改善,性能和利润也被提升至前所未有的水平。

  云是一种非常适合生产制造领域的环境,Science Logic公司的高级市场副总监SteveHarriman说:当一个工厂或者一个部门开始一项新工程,重点在于工程软件的设计。随着他们开发工作的推进,工作重点转移到计算机辅助制造阶段,设备编程阶段,然后是投入生产。基于云的IT体系结构能够为上游和下游提供很多便利,使这些任务和目的可以轻松达成。

  云能够为工厂提供巨大的计算机资源,而在你的作业完成之后,它又能收回这些资源。云资源提供者允许用户租用处理器、RAM或者存储空间,并且赋予完整的操作权限。虽然从后端看就像一个巨大的计算机银行,但位于前端的最终用户却能够在必要的时候配置这处理技术和网络技术的范畴,这种概念的原理在于将多台计算机通过以太网互联,共同轻松地完成一件任务,而这件任务对于单独一台计算机来说是困难或者难以完成的

  对于工业自动化来讲,传统的工厂自动化和SCADA系统都是现场总线、工业以太网和企业内部网,如果利用云服务的概念也可以将其功能范围扩大。这种概念有一种典型的应用就是可以实现对分散设备的远程管理,例如发电机、通信基站等。

自动化技术是任何云计算基础设施的基础

  数据中心自动化提供商Stratavia公司的共同创始人和首席执行官VenkatDevraj认为,任何云计算产品就好像是一把只有三条腿的凳子。这三条腿分别是虚拟化、SOA和自动化。无论它是存储虚拟化、服务器虚拟化还是什么虚拟化,虚拟化对于云计算的概念是非常重要的。而SOA的概念提供了提供随需应变的服务所需要的动态机制和灵活性。

  Devraj说,这第三条腿,数据中心自动化,带来了实时的或者随需应变的基础设施管理能力。这是通过在后台有效地管理资源实现的。他说,我认为,数据中心自动化是这个板凳的第三条腿的胶水,把虚拟化、SOA等概念结合在一起,把一个抽象的概念引进到最终用户团体或者商业用户团体。

  数据库自动化提供商GridApp Systems的首席执行官RobertGardos赞成自动化是任何云计算基础设施中不可分割的一部分的观点。无论是在用户方面(管理托管的主机)或者提供商方面(更新基础设施和配置虚拟机),自动化是任何自助服务基础设施的构件。我认为没有自助服务云计算是不可能的。

  Tideway Systems公司首席执行官RichardMuirhead认为,自动化能够实现云计算或者大规模的基础设施,让企业理解影响应用程序或者服务性能的复杂性和依赖性,特别是在大型的数据中心中。除非你能理解这些技术,能够跟踪和监视这些技术,并且确定这些技术应该是什么样的,能够访问这些技术和制定这些技术的政策,否则,你就不能提供高水平的服务,那需要多种不同的技术有效地工作,可靠地和经济地为你的内部用户服务。

云计算对自动化软件行业影响深远

  一、自动化系统的架构将更加灵活,分布式架构将扩展到更大范围

  现代的大型产业自动化和信息化项目中,系统变得日益庞大和复杂,现有的网络和系统体系架构已经无法从容应对这些挑战。云计算这一革命性理念的提出,彻底打破了自动化系统中原来的僵化的体系结构。在云计算的系统中,自动化和信息化系统并不是简单运行在某一台固定的计算机上,而是运行于包括Internet在内的整个网络之上,基于整个网络来分配系统的资源及实现各种功能。同时,新的应用模式SaaS、PaaS、IaaS的出现,极大地扩展了软件应用的可能架构,使得传统架构不仅从局域网扩展到整个Internet范围,而且突破了C/S、B/S的局限,变得更加精细,更加灵活。现在被业内广泛认可的分布式架构,也将随之扩展到更广的范围,展现出比传统的分布式架构更大的上风。

  二、海量信息的分析与处理将成为自动化软件的常规功能

  在现代大型自动化项目中,自动化信息化数据量越来越大,用海量形容也并不为过。所以目前自动化软件中所用的数据库类型,数据存储模式和数据的读取、查询模式,各项技术目前都在围绕大量数据的正确、及时处理来进行。海量信息的处理,已经成为制约自动化软件发展的瓶颈之一。而在云计算时代,用户可以在不同的层面发挥不同硬件平台和网络的计算能力,可以很轻易地利用云中的服务(SaaS),平台(PaaS)和计算硬件及网络资源(IaaS),充分整合公共网络的计算能力,使得对海量自动化和信息化信息的分析和处理变成现实,满足大规模应用系统的需要,同时也能够实现复杂的自动化信息化系统的控制。大量数据及其关系的存储、计算、分析、查询,处理将变得轻松轻易,海量信息的分析与处理将成为组态软件的常规功能。

  三、彻底改变工程开发模式

  在云计算时代,工程项目的开发将不再拘泥于单台计算机,SaaS模式使用户可以通过Internet,直接利用自动化软件供给商服务器上的软件进行开发,开发过程在云计算网络中进行,开发完成后,天生可直接运行的工程项目即可。工程开发的技术职员可任何具有Internet接进真个地方办公,可以进行远程开发,并为分布式开发模式奠定基础。云计算模式还可极大降低对本地计算机硬件的要求,并且可以随时使用供给商发布的最新版本。

  四、转变软件供给商的服务模式,降低维护本钱

  云计算的模式也将降低软件供给商的服务本钱。以往软件供给商需要对运行在各种软硬件环境中的自动化软件进行技术支持与维护,而云计算时代,他们只需要维护本服务器上的一套软件即可。无论是更新版本,充实图库,添加插件、控件,还是添加新的IO驱动协议,都将变得迅捷、轻松无比。

  五、降低自动化系统对硬件的要求,提升软件的行业地位

  无论是基于企业内部网络的私有云,或与外网有一定连接的混合云,都以动态分配系统计算能力为目的,可以使系统的运算进行地更加平缓稳定,从而在不降低运行效率的条件下,极大地降低企业对硬件系统的要求。

  众所周知,在目前的自动化系统中,软件处于灵魂的地位,但价值比重却相对低廉,只占5%-10%。在云计算时代,系统对硬件的要求降低,而对软件的要求则越来越高,所以软件在自动化行业中的价值比重和重要性,都将有很大进步。

  六、对自动化软件的国际化能力要求进步,多语言功能重要性提升

  云计算基于包括Internet在内的整个网络运行,并以整个网络为对象来进行资源的动态分配,在使跨地区、跨国界进行软件的使用和开发成为可能的同时,也对未来的自动化软件的国际化能力提出了越来越高的要求。自动化软件的国际化能力中,可以打破语言障碍的多语言功能,将变得日益重要。目前流行的自动化软件品牌中,国外产品的多语言功能较为普及,但国内只有易控(INSPEC)等少数品牌具有此功能。

  七、新技术与新的产品理念将成为竞争的核心

  毫无疑问,云计算模式将来带来自动化软件行业的巨大变革。如何把握IT发展的潮流趋势?如何开发基于云计算的新一代自动化软件?如何将旧的自动化软件版本兼容于云计算平台?如何将传统的自动化工程系统升级为云计算系统?将成为业内企业考虑的首要题目。解决这些题目从根本上还是要依靠领先的技术,.NET平台与XML等技术作为云计算的核心与基础,毫无疑问会得到更广泛的使用,SaaS、PaaS、IaaS和MSP等理念也将渗透成为产品研发的核心理念,同时WCF,WPF,WF,WindowsAzure,AppFabric等新技术也将有长足发展。

可靠性和安全性需要考虑

  关于云技术有两点必须考虑:可靠性和安全性。Invensys Operations Management公司的平台和应用副总裁RobMcGreevy说道:这是无法忽视的问题。由于工业生产制造业自身的特性,我们需要将应用特别是关键的控制应用置于我们可控的近点。

  对于云技术,可靠性还尚未达到关键控制器或者安全系统所要求的毫秒级响应速度。目前,信息和报表应用可以采用云技术,而关键控制应用最好还是不要采用云技术。

  安全性仍旧是一个问题,虽然大多数专家认同云作业的安全性与其他以太网交换作业的安全性相同。每个人都知道有风险,但是每个人也都知道云技术还是具有相当的安全性的。NationalInstruments公司FPGA软件架构高级产品经理RickKuhlman说道:长久以来,我们认为通过以太网传送经济数据是安全的,我们能够这么认为是因为金融机构能够给出让人信服的保证,他们在安全技术、加密技术以及IT架构上进行投资,以确保数据安全。当然,系统漏洞和信息误用也是有可能的,就如同进入某人的废件箱,盗取它的账户信息一样也是有可能的。

  那些采用云技术的人知道云技术到底具有多少安全性。IT专家和软件网页架构师一直强调高安全性,ScienceLogic公司的云和虚拟产品经理JeremySherwood说道:云能够成为你的IT专家,生产制造过程的核心就是生产出产品。无须指派员工对基础计算设施进行维护和安保,只需要将这些问题留给云技术供应商,他们会搞定这一切。结果就是可靠性和安全性有所提高,因为你可以借助成熟的经验,而无需亲力亲为。

西门子让云计算真正落地

  据西门子IT解决方案和服务集团(以下简称西门子)数据中心和基础设施服务部主管张志国先生介绍,西门子已在IT解决方案和服务集团内部数据中心,构建了完整的资源平台包括计算资源,存储资源,数据库等,都已经在一个资源池里面。当内部客户有需求的时候,只要告知其需要多大的计算能力、存储空间、对数据库有一个什么样的要求就可以按需分配了。更重要的是,我们已经完成了基于这种场景的成本核算,使得在从技术上满足客户需求的同时,在收费上也具有非常清晰透明的成本。

  张志国表示,西门子目前已经做到平台级云计算服务(PaaS)。也就是说,如果您是西门子的内部用户,您只需要提出您的应用需求,那么应用以下的互联网、网络、包括数据中心基础设施计算资源,存储资源,数据库等等,您都是不用操心的。

  西门子表示,云计算的应用给西门子带来了巨大的效益。首先是更快的交付速度。比如内部交付,现在客户定制服务以后,最快一天之内就能完成。如果按以前的传统方式,需求提出之后再做采购,安装,以及其中很多的沟通工作,最起码需要3个星期的时间。IT服务速度的大幅提高,在如今瞬时万变的商业环境下,为用户带来的价值不言而喻。

  其次是IT服务成本的大幅降低。根据西门子的统计,在性能和可靠性没有降低的情况下,云计算平台计算资源和传统平台计算资源相比,成本大概降低了40%~60%。并且,资源利用率的提高,同时还意味着能耗的减少,这对环境保护也一个很大的贡献。

  鉴于云计算带来的巨大效益,西门子未来将会继续在更大范围内构建企业私有云,以更好地满足用户需求。而更远的将来,还将与合作伙伴一道,在全球范围内搭建企业公有云平台。虽然如此,张志国对企业实施云计算仍然给出了谨慎行之的建议。他说,从2006年做好技术上的准备,到2009年商业模式的成熟,西门子实施云计算大约经历了3年的时间。这其中的难点,并不在技术上因为互联网、宽带、虚拟化、整合等IT技术都已经发展得相当成熟稳定了,而主要是在于管理和流程的改变。比如,服务成本核算就是一件很困难的事情,西门子历经大约2年的时间,才构建了一套比较清晰的方法论。

  云计算和互联网将成为自动化领域的标准解决方案,这只是时间问题。而且这个时间很可能比你预期的要短,你的工厂就已经在使用它们了。