吳瑞曦

(達(dá)索系統(tǒng)(上海)信息技術(shù)有限公司,上海 200120)

制造業(yè)信息化中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用研究

吳瑞曦

(達(dá)索系統(tǒng)(上海)信息技術(shù)有限公司,上海 200120)

近幾年,隨著各行各業(yè)信息化的發(fā)展,制造業(yè)也表現(xiàn)出信息化發(fā)展的特性。為提高制造業(yè)的發(fā)展能力,企業(yè)主動引進(jìn)虛擬化技術(shù),實(shí)現(xiàn)特定空間內(nèi)的多系統(tǒng)運(yùn)行。虛擬化技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用,不僅提高其信息化的發(fā)展能力,更重要的是為制造業(yè)進(jìn)步提供基礎(chǔ)條件,完善制造業(yè)的發(fā)展環(huán)境。因此,本文通過對虛擬化技術(shù)進(jìn)行研究,分析其在制造業(yè)信息化中的應(yīng)用。

制造業(yè) 信息化 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)主要是借助計(jì)算機(jī)CPU，構(gòu)建虛擬機(jī)，通過虛擬機(jī)營造出多個(gè)CPU。目前，虛擬化技術(shù)在云計(jì)算的帶動下，體現(xiàn)多樣化的虛擬服務(wù)，提高其在制造業(yè)信息化中的應(yīng)用水平。信息化是制造業(yè)的發(fā)展趨勢，而虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，著實(shí)強(qiáng)化制造業(yè)的可靠性，促使其達(dá)到高效運(yùn)營的標(biāo)準(zhǔn)，降低制造企業(yè)的管理難度，進(jìn)而提高其在社會市場中的競爭力。虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中的應(yīng)用，一方面改善制造業(yè)的運(yùn)行環(huán)境，為其提供信息化的發(fā)展手段，另一方面拓寬制造企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的途徑，滿足制造業(yè)在信息化發(fā)展上的需求。

1 制造業(yè)信息化中的虛擬化技術(shù)

制造業(yè)內(nèi)涉及到多樣化的運(yùn)營平臺，而且具備多層次的生產(chǎn)特性，其中虛擬化技術(shù)，簡單而言是指在制造業(yè)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)內(nèi)，利用虛擬的方式，構(gòu)建出多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，構(gòu)圖如下圖1。信息化主要是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展方向，確保該項(xiàng)企業(yè)具備現(xiàn)代化的生產(chǎn)能力[1]。制造業(yè)的快速發(fā)展，增加企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)行壓力，原有的運(yùn)行系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足大規(guī)模的資源需求，所以制造企業(yè)逐漸引進(jìn)虛擬化技術(shù)，為制造業(yè)提供多項(xiàng)運(yùn)營空間。

制造業(yè)信息化中的虛擬化技術(shù)，主要是運(yùn)行于同一個(gè)物理環(huán)境中，利用不同的技術(shù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建虛擬化的空間，為制造業(yè)提供穩(wěn)定的IT空間，有助于管理制造業(yè)中的信息化資源。分析制造業(yè)信息化中虛擬化技術(shù)的表現(xiàn)，如下。

1.1 制造業(yè)信息化中的虛擬分類

制造業(yè)信息化中的虛擬化技術(shù)，存在多種分類方式，結(jié)合虛擬化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，分析其在制造業(yè)中的分類。如：(1)表示層虛擬，經(jīng)由Web虛擬后，在制造企業(yè)信息化的過程中，提供相關(guān)的虛擬界面和操作;(2)程序虛擬，利用Java編寫，提供虛擬的程序，發(fā)揮其在制造業(yè)中虛擬服務(wù)的能力，確保制造企業(yè)能夠直接進(jìn)行系統(tǒng)分配;(3)資源虛擬，制造業(yè)中包含大量的數(shù)據(jù)資源，通過資源虛擬的方式，有助于安全存儲制造資源，資源虛擬以系統(tǒng)的方式存在，為制造企業(yè)提供動態(tài)服務(wù);(4)平臺虛擬，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的虛擬化，合理規(guī)劃制造資源的順序，同時(shí)利用虛擬模式，將資源分配到對應(yīng)的模式中，平臺虛擬提高制造業(yè)信息化的操作性，具備系統(tǒng)控制的優(yōu)勢，避免過于復(fù)雜的系統(tǒng)參與到制造業(yè)中。

圖1 虛擬技術(shù)的構(gòu)圖圖示

圖2 虛擬化技術(shù)設(shè)計(jì)制造的指令流程

1.2 制造業(yè)信息化中的虛擬方法

虛擬方法在制造業(yè)信息化中，能夠提供虛擬服務(wù)，如：指令、計(jì)算等，基本是在虛擬的環(huán)境中完成[2]。以指令為例，分析制造業(yè)中的虛擬方法。指令虛擬的對象是整個(gè)指令層，轉(zhuǎn)化制造業(yè)中的硬件代碼，確保不同的指令能夠集中在虛擬的指令層內(nèi)，基于指令的虛擬方法比較復(fù)雜，需要利用優(yōu)化與編譯的方式，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的虛擬。

2 虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中的應(yīng)用

虛擬化技術(shù)能夠提高制造業(yè)信息化的發(fā)展能力，為其提供可靠的發(fā)展空間，通過抽象、模擬的方式，獲取真實(shí)環(huán)境中的制造業(yè)信息，緩解企業(yè)運(yùn)營中的壓力。分析虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中的應(yīng)用，如下。

2.1 虛擬化技術(shù)的應(yīng)用框架

虛擬化技術(shù)是制造業(yè)信息化發(fā)展的基礎(chǔ)，提供高質(zhì)量的信息服務(wù)。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用框架主要是分配虛擬的資源，為制造業(yè)提供信息化的控制方式，按照制造業(yè)信息化發(fā)展的屬性，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用框架通過制造業(yè)的控制服務(wù)總線相互連接，其可分為四項(xiàng)，如：(1)表示層，位于制造業(yè)的最上層，提供不同類型的虛擬機(jī)和虛擬服務(wù)，同時(shí)模擬虛擬化的環(huán)境，為各項(xiàng)數(shù)據(jù)運(yùn)行提供技術(shù)支持;(2)服務(wù)層，用于為制造業(yè)信息化提供科學(xué)的服務(wù)，如集成、管理、計(jì)算等服務(wù)，負(fù)責(zé)制造業(yè)中的全部服務(wù)內(nèi)容，保障制造業(yè)的高效運(yùn)行;(3)數(shù)據(jù)層，在虛擬的環(huán)境中，構(gòu)建不同類型的數(shù)據(jù)庫，支持制造業(yè)的運(yùn)行與服務(wù)，數(shù)據(jù)層是虛擬化技術(shù)的核心，其中包括制造業(yè)的全部信息，完成企業(yè)到用戶的制造過程;(4)虛擬計(jì)算機(jī)資源池，其位于虛擬化技術(shù)框架的最底部，由軟件和Web組成，起到資源優(yōu)化的作用，還能連接制造業(yè)中的信息模塊，提高操作服務(wù)。

2.2 信息整合中的應(yīng)用

制造業(yè)信息化中的數(shù)據(jù)比較多，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，能夠整合運(yùn)行信息，避免信息過多發(fā)生混亂。制造業(yè)信息化需要整合的條件，以某大型制造企業(yè)為例，分析虛擬化技術(shù)在信息整合中的應(yīng)用。該企業(yè)非常注重信息化的發(fā)展，主動利用虛擬化技術(shù)，提高信息整合的能力[3]。首先該企業(yè)虛擬了Web服務(wù)，為企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)創(chuàng)造整合平臺，充分利用虛擬化技術(shù)中的硬件資源，結(jié)合兼容的方式整合信息;然后開發(fā)多個(gè)虛擬程序，促使其在隔離的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)資源共享，在確保資源完善整合的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定信息供應(yīng);最后營造虛擬環(huán)境，提供虛擬系統(tǒng)，平衡整合信息，為制造業(yè)提供足夠的虛擬環(huán)境，不會影響制造業(yè)的運(yùn)營效率。虛擬化技術(shù)下的信息整合，便于信息的分類與維護(hù)，制造企業(yè)在虛擬系統(tǒng)內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)制造信息的屬性調(diào)配，完成信息整個(gè)中的管理。

2.3 信息控制中的應(yīng)用

虛擬化技術(shù)具備信息技術(shù)的諸多特性，其在制造業(yè)信息化中起到良好的控制作用，應(yīng)用于信息控制中。虛擬化技術(shù)利用了多層架構(gòu)，在信息方面實(shí)現(xiàn)快速遷移，可以使連續(xù)運(yùn)行的制造業(yè)務(wù)，快速、準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)移到另一個(gè)信息環(huán)境中，而且不會出現(xiàn)任務(wù)操作故障。虛擬化技術(shù)能夠?yàn)橹圃鞓I(yè)信息化提供控制編程，明確控制業(yè)務(wù)信息的運(yùn)行。例如：某制造企業(yè)利用虛擬化技術(shù)的編程模擬，構(gòu)建虛擬的運(yùn)行系統(tǒng)，作為程序應(yīng)用到信息控制中，編程模擬之間存在相互作用，能夠在運(yùn)行中產(chǎn)生到位的控制，在該企業(yè)信息系統(tǒng)內(nèi)提供異構(gòu)服務(wù)，避免信息中出現(xiàn)過度運(yùn)行，體現(xiàn)信息控制的優(yōu)勢，而且虛擬化技術(shù)通過編程在該企業(yè)內(nèi)構(gòu)建了控制主機(jī)，此類控制主機(jī)可以作為企業(yè)運(yùn)行系統(tǒng)的備用，一旦實(shí)際主機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，及時(shí)啟動控制主機(jī)即可，嚴(yán)謹(jǐn)控制信息運(yùn)行，雖然控制主機(jī)處于虛擬的環(huán)境中，但是其能夠正常替代運(yùn)行主機(jī)，防止信息失控。

2.4 設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

設(shè)計(jì)制造時(shí)制造業(yè)信息化的主要部分，同時(shí)也是虛擬化技術(shù)高效應(yīng)用的領(lǐng)域。虛擬化技術(shù)在設(shè)計(jì)制造中，利用動態(tài)模擬的方式，設(shè)計(jì)出虛擬的產(chǎn)品。虛擬化技術(shù)能夠通過物理服務(wù)器，向虛擬服務(wù)器發(fā)送設(shè)計(jì)指令，然后傳輸?shù)接脩舳?，完成設(shè)計(jì)制造，流程表示如下圖2，設(shè)計(jì)制造依賴于相關(guān)軟件，不需消耗任何現(xiàn)實(shí)資源。設(shè)計(jì)制造通過虛擬化技術(shù)，模擬了高度仿真的環(huán)境，設(shè)計(jì)人員在仿真系統(tǒng)內(nèi)輸入制造業(yè)中表現(xiàn)出的市場需求、發(fā)展動向，完成個(gè)性化的模擬制造。目前，虛擬化技術(shù)在設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，仍舊處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，其在制造業(yè)的應(yīng)用中，朝向復(fù)雜、多樣的方向進(jìn)展。

3 虛擬化技術(shù)在制造業(yè)中的服務(wù)構(gòu)架

服務(wù)構(gòu)架是虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中應(yīng)用的指導(dǎo)，規(guī)范虛擬化技術(shù)的服務(wù)方式。分析虛擬化服務(wù)框架的應(yīng)用及優(yōu)勢，如下。

3.1 服務(wù)框架的應(yīng)用

制造業(yè)信息化發(fā)展中的系統(tǒng)比較多，增加Web的運(yùn)行壓力，制造企業(yè)中利用虛擬化技術(shù)，提供虛擬Web，提高制造數(shù)據(jù)的運(yùn)行能力。制造企業(yè)按照信息化與虛擬化的發(fā)展需求，提出科學(xué)的規(guī)劃方式，服務(wù)框架中充分利用了云計(jì)算、數(shù)據(jù)虛擬的方法[4]。虛擬服務(wù)框架的構(gòu)建，必須改變原有Web的運(yùn)行方式，而且降低Web的數(shù)量，但是運(yùn)行配置確實(shí)高于傳統(tǒng)方式，特別是在新業(yè)務(wù)系統(tǒng)的上線速度方面，表現(xiàn)出了快速的優(yōu)勢，還可在云計(jì)算環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無縫過渡。

3.2 服務(wù)框架的優(yōu)勢

虛擬化的服務(wù)框架具備明顯的優(yōu)勢，有利于制造業(yè)的信息化發(fā)展，其在制造業(yè)中起到連接、優(yōu)化的作用。例舉服務(wù)框架的典型優(yōu)勢，如下。

3.3 拓寬業(yè)務(wù)類型

制造業(yè)信息化中的服務(wù)框架，存在連續(xù)性，有利于拓寬制造生產(chǎn)中的業(yè)務(wù)類型，確保業(yè)務(wù)的順利進(jìn)行。服務(wù)框架通過Vmotion技術(shù)，保障虛擬Web的業(yè)務(wù)能力，避免其在多樣化業(yè)務(wù)中出現(xiàn)運(yùn)行問題。由于新型經(jīng)濟(jì)發(fā)展的沖擊，傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)展面臨越來越多的困境，因此，拓寬業(yè)務(wù)類型已經(jīng)成為推動制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，這也是在新經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，制造企業(yè)轉(zhuǎn)型過程中亟待解決的重要問題。

3.4 提升運(yùn)行效率

服務(wù)框架在制造業(yè)中的應(yīng)用，雖然位于虛擬的環(huán)境中，但是仍舊具備全面監(jiān)控的特點(diǎn)，一旦服務(wù)框架出現(xiàn)故障或運(yùn)行問題，監(jiān)控系統(tǒng)會在第一時(shí)間內(nèi)反饋給運(yùn)維人員，經(jīng)由運(yùn)維人員調(diào)整、修復(fù)，不會產(chǎn)生資源浪費(fèi)。服務(wù)框架在監(jiān)控狀態(tài)下，降低運(yùn)行維護(hù)的頻率，緩解虛擬化技術(shù)在制造業(yè)中的運(yùn)行壓力，進(jìn)而提升了運(yùn)行效率。

3.5 節(jié)約運(yùn)營資金

制造業(yè)在虛擬化技術(shù)的參與下，構(gòu)建了虛擬的服務(wù)框架，取締傳統(tǒng)的Web，制造企業(yè)面臨海量數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)，無需增加傳統(tǒng)Web的數(shù)量，降低硬件設(shè)備的采購量，所以企業(yè)不用支付此部分資金，而且還可在空間、能源上降低投入量。例如：某制造企業(yè)按照1：8的比例，構(gòu)建服務(wù)框架，取消大量的Web，很大程度上節(jié)約了運(yùn)營資金。

4 基于云計(jì)算虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中的發(fā)展

云計(jì)算是虛擬化技術(shù)運(yùn)行發(fā)展的途徑，保障虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中占據(jù)穩(wěn)定的地位。以云計(jì)算為背景，分析制造業(yè)信息化中虛擬化技術(shù)的發(fā)展，如下。

4.1 資源調(diào)度

虛擬化技術(shù)在制造業(yè)信息化中存在一定優(yōu)勢，結(jié)合應(yīng)用與發(fā)展的現(xiàn)狀，為虛擬化技術(shù)提出資源調(diào)度的發(fā)展方向。虛擬化技術(shù)發(fā)展中的資源調(diào)度，能夠保障制造企業(yè)準(zhǔn)確獲得資源信息，不會產(chǎn)生信息延時(shí)的缺陷，而且可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的大規(guī)模調(diào)度[5]。虛擬化技術(shù)資源調(diào)度的發(fā)展，需在云計(jì)算的環(huán)境下完成，由此才可具備資源調(diào)度的條件和依據(jù)，保障資源實(shí)現(xiàn)快速的整合與分配，還可在制造業(yè)信息化應(yīng)用中，設(shè)定優(yōu)先權(quán)限，確保制造企業(yè)享受優(yōu)先的資源調(diào)度服務(wù)。在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展越發(fā)迅猛的今天，再加上制造行業(yè)的成本不斷上升，要想提升制造業(yè)信息化水平，就必須根據(jù)其發(fā)展的具體情況，采用先進(jìn)的虛擬化技術(shù)，以確保制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4.2 數(shù)據(jù)管理

制造業(yè)信息化中數(shù)據(jù)管理的范圍比較大，傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的條件，無法實(shí)現(xiàn)海量的數(shù)據(jù)管理，所以云計(jì)算是數(shù)據(jù)管理發(fā)展的必須條件。制造業(yè)將虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)管理，做為重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目，利用技術(shù)、機(jī)制等因素，構(gòu)建出數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，主動引導(dǎo)制造業(yè)中虛擬服務(wù)的路徑，促使數(shù)據(jù)信息，既可以在傳統(tǒng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)科學(xué)的管理，又可以在虛擬環(huán)境中完成管理控制，明確數(shù)據(jù)管理的目的。

5 結(jié)語

虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，為制造業(yè)的信息化發(fā)展提供了有力條件。虛擬化技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，處于不斷成熟的狀態(tài)，由于虛擬化技術(shù)本身具備發(fā)展的能力，既可以適應(yīng)現(xiàn)代云計(jì)算的環(huán)境，又可以順應(yīng)信息化的發(fā)展趨勢，體現(xiàn)高效率的發(fā)展水平，著實(shí)提高制造業(yè)的運(yùn)營水平，緩解其在社會發(fā)展中的競爭壓力。由此可見：虛擬化技術(shù)有利于制造業(yè)信息化的發(fā)展，推進(jìn)制造業(yè)朝向信息、創(chuàng)新的方向發(fā)展，保障制造業(yè)具備可靠的能力，改善制造業(yè)傳統(tǒng)化的現(xiàn)狀。

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吳瑞曦(1983—),男,江西瑞昌人,本科,高級項(xiàng)目經(jīng)理,研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。