雲計算在化工企業的應用

1 緒論

1.1 雲計算在化工公司資訊化建設中應用必要性

雲計算是一個具備高度擴充性和管理性並能夠勝任終端使用者應用軟體計算基礎架構的系統池，是平行計算(Parallel Computing)、分散式運算(Distributed Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展，或者說是這些電腦科學概念的商業實現。

雲計算是虛擬化(Virtualization)、效用計算(Utility Computing)、IaaS(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟體即服務)等概念混合演進並躍升的結果，通過這種方式， 共用的軟硬體資源和資訊(例如：網路、伺服器、存放裝置、應用程式以及服務)可以按需提供給電腦和其他設備。

在石化領域，雲計算通過計算資源的虛擬化組織、分配和使用模式，可以實現資源的合理配置，提高利用率。 化工過程類比和模擬、分子類比設計等過程需要大量複雜的計算，雲計算可以提供計算資源的共用平臺，整個過程將變得更加簡捷和高效，從而避免了計算過程的重複和資源的浪費。

石化企業的資訊化系統需要對越來越多的生產經營資料進行計算。 這些資料來自于程序控制系統、MES(生產執行系統)、LIMS(實驗室資訊管理系統)、SRM(採購管理)、ERP(企業資源規劃)、CRM(客戶關係管理)、SCM(供應鏈管理)、辦公自動化、流程類比優化等系統， 通過集中資料庫或者SOA(基於服務的架構)及門戶技術，實現集成和資料分析應用。 隨著企業業務的發展，資料分析成本也越來越大。 因此，企業非常渴望有一個共用資料平臺來為其提供生產經營管理解決方案。

企業管理軟體採用雲服務模式的優點在於：無需再配備IT方面的專業技術人員，同時能得到最新的技術應用，滿足企業對資訊管理的需求。 只以相對低廉的「月費」方式投資，不用一次性投資到位，不佔用過多的營運資金，從而緩解企業資金壓力;不用考慮成本折舊問題，並能及時獲得最新硬體平臺與最佳解決方案。 不需要專門的軟體發展維護和管理人員，很大程度上緩解了企業在人力、財力上的壓力，使其能夠集中資金對核心業務進行有效的運營。

1.2 化工公司資訊化建設的現狀

石油和化工是應用資訊技術最早的行業之一，從最早的單片機、工程設計等軟體的簡單應用到高效複雜系統的上線，行業資訊化應用逐步深入。 歷經數年的發展，行業資訊化從概念到應用、從盲目到理性，經歷了一個複雜而又充滿爭議的過程，其間許多企業在資訊化建設過程中由於缺乏對資訊化的足夠認識造成了資金與資源的浪費。

近年來，石油和化工公司資訊化逐漸進入理性發展階段。 目前行業企業生產過程已基本實現自動化，降低了生產運行成本。 由於化工企業各類生產設備數量較多，而且大部分企業都是跨區域生產，生產設備的管理難度大，在行業資訊化發展初期，由於資訊化意識不強，對各系統的關聯性瞭解不夠，資訊化建設各自為戰，造成各系統之間無法互聯互通，資訊孤島現象嚴重， 阻礙了行業資訊化的進程。

在當前資訊化不斷推動深入的過程中，資訊化的應用迅猛發展，大量的資料要進行資料分析、資料採礦、多元分析以便找到資料的關聯關係，帶來大量的計算與存儲需求。 而滿足這些需求僅僅靠企業自身的建設是很不合理的，因為需求不是固定的，為此支付高額的費用得不償失，因此，資訊化建設急切需要一個支撐的平臺。

2 化工企業的發展對資訊化的需求

作為我國國民經濟基礎產業之一的化工企業，在推動經濟發展和滿足人民群眾的日常需求方面發揮了重要作用。 伴隨科技的迅猛發展和國際競爭的加劇，我國傳統的化工企業面臨新的挑戰，如何有效地改造生產環節，加強企業管理，提高生產效率成為眾多企業必須面對的問題，企業通過對供應鏈各種資訊的整合，可以從採購、庫存、 售後服務等方面提高企業的生產效率，對生產鏈做出及時的控制;通過資訊化管理企業可以獲得最新的技術研發信息，及時確定企業的技術生產方向，從而提高自身的生產效率;通過資訊管理，企業的決策者能夠及時瞭解各方面的資訊， 同時資訊化管理能夠保障資訊的真實性與時效性，為決策者的決策創造有利的條件。

在過去，工作力、原油、煤炭、電力、土地等資源要素的低價格縱容了化工企業高耗能、低附加值的粗放經營模式，阻礙了企業和行業通過提高技術和效率來增強競爭力、形成自主品牌和自我創新能力的步伐， 而且能源消費引起的污染與生態環境容量有限的矛盾日益突出，生產增長的資源環境代價非常大，節能環保工作任重道遠。 不斷提高產品附加值是提高公司收益的一項重要策略，而目前全球化競爭日益激烈，要實現高附加值的最重要途徑就是創新，資訊化是企業管理創新的重要組成部分，因此借助電腦軟體系統實現企業全面資訊化成為必然趨勢。

3 雲計算在化工公司資訊化中的具體部署

搭建雲計算平臺提高系統的可攜性並能夠充分利用更加優化的系統和網路資源以提高效率、降低整體成本是需要重點解決的問題。 為此我們以化工企業相關應用系統為頂層架構，搭建資料中心的雲計算資源池。 它是由計算資源池、存儲資源池、網路資源池、化工相關業務應用軟體系統以及運營管理平臺共同組成，運營管理平臺負責對資源池和應用進行管理調度及告警監控。 其組成框架如圖1所示。

圖1 資料中心雲計算資源池組成框架

雲計算平臺服務端的複雜性和創新性，對於運維是個全新的挑戰，運維思路和方式都要相應發生改變。 在雲計算平臺建設中建立一套計算運維平臺，實現人工和自動的運維。 建立雲計算平臺，首先需要建立一套完整的資源池(網路資源池、計算資源池、存儲資源池)，而這些資源的管理中，集群是基本運維單位，從原來把伺服器作為基本運維單位，轉變為以集群作為基本運維單位。 集群的容量管理、部署、監控、故障管理等運維任務，都必須以集群為單位進行。 集群可運維性包括實現高效和大規模的部署、升級、遷移、擴容和故障管理等運維任務。

以計算資源池、存儲資源池及網路資源池為依託建立起IaaS雲平臺，以基礎設施為化工企業的資訊化建設需求提供服務，化工企業能夠部署和運行任意軟體，包括作業系統和應用程式。 化工企業不管理或控制任何雲計算基礎設施，但能控制作業系統的選擇、儲存空間、部署的應用，也有可能獲得有限制的網路元件(如防火牆、負載等化器等)的控制。

隨著雲平臺建設的推進，在IaaS建設的基礎上，建立PaaS的服務模式，將軟體研發的平臺(或稱業務基礎平臺)作為一種服務，以SaaS的模式提交給化工企業使用者。 為企業提供定制化研發的中介軟體平臺，同時涵蓋資料庫和應用伺服器等。 PaaS可以增加在WeB平臺上利用的資源數量。 可通過遠端WeB服務使用資料即服務(Data-as-a-Service)，還可以使用視覺化的API，甚至還允許混合並匹配適合使用者應用的其他平臺。 化工企業或軟體廠商基於PaaS平臺可以快速開發自己所需要的應用和產品。

隨著雲計算平臺搭建的進展，各化工企業在軟體系統建設時應該採用SOA的架構理念，運用ESR(企業服務匯流排)提供的流程和資料交互能力，通過Web Service的介面方式如XML為未來的應用和業務軟體提供資料訪問介面。 這是因為傳統的架構套裝軟體是獨立的軟體，即在一個完整的套裝軟體中將許多應用程式功能整合在一起。 採用SOA架構方式則可以將單個應用程式功能彼此分開，以便這些功能可以單獨用作單個的應用程式功能或「元件」。 這些元件可以用於企業內部創建各種其他應用。

4 結論

雲計算被普遍認為是一種商業計算模型。 它將計算任務分佈在由大量電腦構成的資源池上，能夠按需獲取計算存儲空間和資訊服務。 雲計算不僅僅是一個計算問題，它需要融合許多技術和成果，雲計算技術在化工公司資訊化建設中的應用，意義重大而深遠。