馮韶華

（酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 概述

酒鋼集團公司2006 年實施SAP ERP 系統(tǒng)至今，經(jīng)過十多年的不斷深化應用，取得了很好的效果，在鋼鐵同行業(yè)和國內(nèi)制造業(yè)領(lǐng)域都處于較高水平。目前集團公司98%的資產(chǎn)都應用上了ERP，其中，人力資源是全覆蓋，財務成本覆蓋了97%，采購、庫存管理和主數(shù)據(jù)覆蓋了88%，銷售和配送管理覆蓋了87%，質(zhì)量管理覆蓋72%，設(shè)備維修管理覆蓋21%，項目管理覆蓋1%。酒鋼ERP 系統(tǒng)共使用了人力資源、財務、成本、采購、銷售、生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、項目管理9 大模塊，幾乎涵蓋集團的所有業(yè)務領(lǐng)域，集團運營都依賴于該系統(tǒng)的正常運行，鋼鐵板塊和有色冶金的信息化應用達到了8 個模塊之多，裝備制造板塊、節(jié)能環(huán)保和綜合利用使用了8個模塊,商貿(mào)物流、能源化工板塊使用6 個模塊，建筑板塊使用5 個模塊，服務板塊使用3 個模塊，房地產(chǎn)、物流、酒店、旅游、金融、醫(yī)療、資源開發(fā)等板塊使用3 個模塊,當然，有些板塊的系統(tǒng)模塊僅是部分應用。在鋼鐵主業(yè)，不銹鋼產(chǎn)線的應用較為深入，生產(chǎn)主線實現(xiàn)了1 級系統(tǒng)到4 級系統(tǒng)的全面貫通，同時在鋼鐵冶金特色的質(zhì)量設(shè)計、生產(chǎn)計劃、發(fā)貨管理等方面也全面實現(xiàn)了信息化管理，在設(shè)備管理方面，企業(yè)形成了完善的維修、維護體系。

ERP 系統(tǒng)作為支撐集團公司業(yè)務發(fā)展的核心信息系統(tǒng)，為集團公司企業(yè)信息化發(fā)展發(fā)揮著重大作用，雖然在使用ERP 方面取得了很大的成績，但集團內(nèi)部的應用廣度和深度還是參差不齊，還需要不斷拓展和提高，近年來，伴隨著集團公司業(yè)務的日益發(fā)展壯大，ERP 系統(tǒng)平臺層面也面臨著以下壓力：

1）系統(tǒng)平臺性能方面面臨壓力。酒鋼ERP 系統(tǒng)2006 上線，2011 年做過一次平臺升級，升級后的系統(tǒng)使用至今已接近10 年，隨著ERP 系統(tǒng)支持的業(yè)務的快速增長和發(fā)展，系統(tǒng)出現(xiàn)性能瓶頸，用戶登錄、執(zhí)行業(yè)務操作方面都有明顯的時間等待現(xiàn)象，尤其是部分高頻使用報表執(zhí)行查詢耗時明顯增長，有些需要執(zhí)行10 個小時，財務月結(jié)業(yè)務耗時時間較長，系統(tǒng)響應時間較長，不時出現(xiàn)卡死現(xiàn)象等，同時目前運行的IBM 小型機的硬件已經(jīng)運行接近10年，系統(tǒng)平臺硬件設(shè)備逐漸老化，不時出現(xiàn)設(shè)備故障，導致系統(tǒng)可靠性、可用性逐漸降低。

2）ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲空間面臨壓力。酒鋼ERP系統(tǒng)隨著業(yè)務快速發(fā)展，數(shù)據(jù)量增長過快，根據(jù)目前的數(shù)據(jù)增量（每月25G 左右）進行預估,3 年后將數(shù)據(jù)存儲容量將會上漲很快，數(shù)據(jù)量的持續(xù)上升，導致數(shù)據(jù)存儲空間壓力增大，勢必對存儲空間管理及性能也造成較大影響。

3）軟件版本陳舊導致出現(xiàn)各種系統(tǒng)問題。當前ERP 系統(tǒng)平臺的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用軟件、客戶端軟件也已使用接近10 年，沒有進行過升級和更新，系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和應用軟件版本都相對陳舊，不時出現(xiàn)操作系統(tǒng)層面、數(shù)據(jù)庫層面、應用層面、客戶端層面的問題，不僅影響系統(tǒng)性能，同時系統(tǒng)安全方面也面臨著較大風險，隨著軟件技術(shù)支持的陸續(xù)停止，軟件版本的生命周期也會對后續(xù)系統(tǒng)運維工作帶來較大影響。

綜上所述，如何解決上述問題，如何有效提升系統(tǒng)效率，如何提高系統(tǒng)的可用性、可靠性，對酒鋼ERP 系統(tǒng)進行優(yōu)化的需要凸顯，采用什么技術(shù)和措施成為關(guān)鍵，經(jīng)過對內(nèi)存計算技術(shù)和云化技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，提出將當前酒鋼ERP 系統(tǒng)升級遷移至HANA 平臺、應用系統(tǒng)進行云化的策略，以更加高效平穩(wěn)的支持公司業(yè)務的快速發(fā)展。

2 內(nèi)存計算技術(shù)和云化技術(shù)

2.1 內(nèi)存計算技術(shù)的特點、優(yōu)勢和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫

在內(nèi)存計算模式下,所有的數(shù)據(jù)在初始化階段全部加載到內(nèi)存中,數(shù)據(jù)及查詢的操作都在高速內(nèi)存中執(zhí)行,CPU 直接從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù),進行實時地計算和分析,減少了磁盤數(shù)據(jù)訪問,降低了網(wǎng)絡與磁盤I/O 的影響,大幅提升了計算處理的數(shù)據(jù)吞吐量與處理的速度,減少了原本占大量計算資源的I/O 開銷。

通過內(nèi)存計算的應用,避免了I/O 瓶頸,以前在數(shù)小時、數(shù)天時間內(nèi)計算的結(jié)果,在內(nèi)存計算環(huán)境中,可以在數(shù)秒內(nèi)完成，基于該特點和優(yōu)勢，內(nèi)存計算技術(shù)在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫方面得到廣泛應用。SAP 公司在2012 年推出的HANA 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫得到學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。

HANA 數(shù)據(jù)庫是新一代運行于x86 架構(gòu)的內(nèi)存計算平臺，是高性能的軟硬件一體化的系統(tǒng)，HANA 數(shù)據(jù)庫平臺能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫重構(gòu)，業(yè)務表簡化，減少冗余，數(shù)據(jù)實現(xiàn)進一步壓縮，數(shù)據(jù)容量較傳統(tǒng)提升5-10 倍，同時HANA 平臺提供的應用開發(fā)、高級分析、數(shù)據(jù)集成、質(zhì)量和數(shù)據(jù)庫服務可以加速支持企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。HANA 的技術(shù)特點和優(yōu)勢如圖1 所示。

圖1 HANA 的技術(shù)特點和優(yōu)勢

2.2 云化技術(shù)的特點、優(yōu)勢和酒鋼私有云

云化技術(shù)是基于云計算商業(yè)模式應用的網(wǎng)絡技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺技術(shù)、應用技術(shù)等的總稱，可以組成資源池，按需所用，靈活便利。云計算技術(shù)是云化技術(shù)的重要支撐，云計算的可貴之處在于高靈活性、可擴展性和高性比等，與傳統(tǒng)的物理模式相比，其具有如下優(yōu)勢與特點：

1）虛擬化技術(shù)。虛擬化突破了時間、空間的界限，是云計算最為顯著的特點，虛擬化技術(shù)包括應用虛擬和資源虛擬兩種。

2）動態(tài)可擴展。云計算具有高效的運算能力，在原有服務器基礎(chǔ)上增加云計算功能能夠使計算速度迅速提高，最終實現(xiàn)動態(tài)擴展虛擬化的層次達到對應用進行擴展的目的。

3）按需部署。不同的應用對應的數(shù)據(jù)資源庫不同，所以用戶運行不同的應用需要較強的計算能力對資源進行部署，而云計算平臺能夠根據(jù)用戶的需求快速配備計算能力及資源。

4）靈活性高。目前市場上大多數(shù)IT 資源、軟、硬件都支持虛擬化，比如存儲網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)和開發(fā)軟、硬件等。虛擬化要素統(tǒng)一放在云系統(tǒng)資源虛擬池當中進行管理，可見云計算的兼容性非常強，不僅可以兼容低配置機器、不同廠商的硬件產(chǎn)品，還能夠獲得更高性能計算。

5）可靠性高。云服務器故障也不影響計算與應用的正常運行，因為單點服務器出現(xiàn)故障可以通過虛擬化技術(shù)將分布在不同物理服務器上面的應用進行恢復或利用動態(tài)擴展功能部署新的服務器進行計算。

6）性價比高。將資源放在虛擬資源池中統(tǒng)一管理在一定程度上優(yōu)化了物理資源，用戶不再需要昂貴、存儲空間大的主機，減少費用。

7）可擴展性。用戶可以利用應用軟件的快速部署條件來更為簡單快捷的將自身所需的已有業(yè)務以及新業(yè)務進行擴展，在對虛擬化資源進行動態(tài)擴展的情況下，同時能夠高效擴展應用，提高計算機云計算的操作水平。

酒鋼私有云就是依據(jù)云計算技術(shù)架構(gòu)和發(fā)展趨勢，結(jié)合酒鋼實際情況，本著先進、實用的原則，充分發(fā)揮云平臺集中集約優(yōu)勢，整合共享資源，將酒鋼現(xiàn)有IT 大部分基礎(chǔ)架構(gòu)轉(zhuǎn)變成基于虛擬化的私有云，通過高性能服務器組、大容量存儲設(shè)備、虛擬化和云管理軟件搭建成私有云平臺，可按需提供信息化基礎(chǔ)架構(gòu)的計算、存儲、網(wǎng)絡和安全虛擬資源，為酒鋼ERP 云化可提供資源基礎(chǔ)。

3 酒鋼ERP 系統(tǒng)升級優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)

3.1 酒鋼ERP 系統(tǒng)升級優(yōu)化目標

通過對酒鋼ERP 系統(tǒng)平臺的升級和云化的技術(shù)設(shè)計，在保障數(shù)據(jù)完整性和業(yè)務的正常的前提下，實現(xiàn)ERP 系統(tǒng)從硬件、操作系統(tǒng)、應用、數(shù)據(jù)庫等的整體升級，同時實現(xiàn)應用的云化創(chuàng)新，達到提升系統(tǒng)性能、改善人機交互等目標。

3.2 酒鋼ERP 系統(tǒng)升級優(yōu)化主要內(nèi)容

1）制定出具有一定前瞻性的軟件和硬件層面的整體規(guī)劃，制定出明確的升級和云化技術(shù)策略和路線，有效保障酒鋼ERP 系統(tǒng)的投資保值和增值。

2）按照規(guī)劃設(shè)計，在保證ERP 業(yè)務正常、數(shù)據(jù)完整的情況下，完成從硬件、操作系統(tǒng)、應用、數(shù)據(jù)庫層面的升級和云化轉(zhuǎn)換，包括：ERP 軟件版本升級、ERP 操作系統(tǒng)從AIX 轉(zhuǎn)換為最新最穩(wěn)定的SUSE、數(shù)據(jù)庫從Oracle 轉(zhuǎn)換至最新最穩(wěn)定的HANA、硬件轉(zhuǎn)換為規(guī)劃中的HANA 硬件及云化資源。

3）在停機要求時間內(nèi)實現(xiàn)系統(tǒng)整體切換，完成業(yè)務、數(shù)據(jù)測試。

3.3 實現(xiàn)系統(tǒng)云化和高可用

本次將ERP 應用層全面云化。從系統(tǒng)硬件層面，將原有封閉的AIX 小機架構(gòu)切換為開放的基于X86 高性能計算資源的酒鋼私有云平臺上的云服務器，提高了硬件的計算能力和運行穩(wěn)定性。從應用軟件層面，將原有的SAP ECC6.0 EHP5 升級到最新的ECC6.0 EHP8 版本，提供了新的業(yè)務功能和優(yōu)化應用性能。同時在將ERP 的應用系統(tǒng)全部云化的基礎(chǔ)上進一步部署了HA 高可用架構(gòu)，提高ERP 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。具體實現(xiàn)內(nèi)容如下：

1）系統(tǒng)云化。本次系統(tǒng)云化實施，將新ERP 系統(tǒng)服務器（除生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器外）全部部署在酒鋼私有云平臺，為其分配云計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡資源池和安全資源池，并通過升級將ERP 生產(chǎn)系統(tǒng)應用服務器、ERP 開發(fā)系統(tǒng)應用服務器、ERP 開發(fā)系統(tǒng)HANA 數(shù)據(jù)庫服務器、ERP 測試系統(tǒng)應用服務器、ERP 測試系統(tǒng)HANA 數(shù)據(jù)庫服務器全部從物理服務器遷移到私有云平臺的云服務器，同時在私有云平臺上還新部署了ERP 生產(chǎn)系統(tǒng)Fiori 前端應用服務器、ERP 開發(fā)系統(tǒng)Fiori前端應用服務器和ERP 測試系統(tǒng)Fiori 前端應用服務器，如圖2，圖3 所示。

圖2 生產(chǎn)系統(tǒng)云化架構(gòu)圖

圖3 開發(fā)測試系統(tǒng)云化架構(gòu)圖

2）系統(tǒng)高可用。在ERP 生產(chǎn)環(huán)境中采用兩臺生產(chǎn)應用服務器部署Cluster 集群架構(gòu)，集群軟件采用SuSe Linux 集群軟件。資源配置部署了300GB 左右的共享存儲，用于SAP ERP 應用層的ASCS 服務和全局文件系統(tǒng)，默認情況下ASCS 服務運行在SAPPRD01 節(jié)點上，當01 節(jié)點故障時，會自動切換到02節(jié)點。ERP 生產(chǎn)系統(tǒng)在HA 架構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用了2臺以上DI 應用服務器，以提高并發(fā)用戶數(shù)據(jù)負載能力。HANA 數(shù)據(jù)庫采用HANA 的集群技術(shù)，默認數(shù)據(jù)庫服務運行在hanaprd01 節(jié)點上，當01 節(jié)點故障時，HANA 切換到02 節(jié)點，如圖4 所示。

圖4 系統(tǒng)高可用架構(gòu)圖

3.4 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換至內(nèi)存數(shù)據(jù)庫HANA

本次將SAP HANA 內(nèi)存計算技術(shù)創(chuàng)新應用到酒鋼ERP 系統(tǒng)中，充分利用了HANA 列式存儲數(shù)據(jù)壓縮特性、多核心并行計算特性、動態(tài)數(shù)據(jù)聚合特性、數(shù)據(jù)全內(nèi)存計算特性等眾多新技術(shù)，為ERP系統(tǒng)帶來更高的性能和數(shù)據(jù)壓縮比。同時未來可利用HANA 的AI 算法庫為ERP 業(yè)務帶來更多創(chuàng)新應用。

1）遷移方式和技術(shù)路線。在對酒鋼ERP 系統(tǒng)現(xiàn)狀充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合酒鋼ERP 系統(tǒng)停機時間的要求，為避免升級數(shù)據(jù)庫對源系統(tǒng)的影響，酒鋼ERP 系統(tǒng)升級采用SAP 的DMO 升級方法和SUM遷移工具，系統(tǒng)從物理服務器遷移到私有云平臺，數(shù)據(jù)庫從ORACLE 11G 遷移至HANA 2.0 SP3。該技術(shù)路線的特點風險最小，停機時間最短，系統(tǒng)升級和數(shù)據(jù)庫遷移一次進行，數(shù)據(jù)庫層面不做變動，一次停機，同時如果發(fā)生問題，可以迅速恢復原系統(tǒng)進行業(yè)務操作。遷移路線圖如圖5 所示。

圖5 遷移路線圖

2）升級系統(tǒng)架構(gòu)變遷。首先將AIX 小機的系統(tǒng)升級到SUSE Linux,對系統(tǒng)應用進行遷移到新的操作系統(tǒng)中，然后對ERP 系統(tǒng)進行升級，升級中將ORACLE 數(shù)據(jù)庫遷移到HANA 數(shù)據(jù)庫中，并進行參數(shù)的優(yōu)化配置。升級系統(tǒng)架構(gòu)變遷如圖6所示。

圖6 升組系統(tǒng)架構(gòu)變遷

4 酒鋼ERP 系統(tǒng)升級優(yōu)化后的效果

4.1 ERP 系統(tǒng)升級優(yōu)化后性能指標提升

通過本次升級實施，酒鋼ERP 系統(tǒng)技術(shù)性能指標得到了大幅提升。

1）SAP ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫升級遷移到HANA 后，實際數(shù)據(jù)量壓縮倍數(shù)達3.6 倍以上，有效緩解存儲空間壓力。

2）由于數(shù)據(jù)大幅壓縮，數(shù)據(jù)庫備份時間從8h縮減至30min，備份速度提升16 倍以上，有效緩解網(wǎng)絡帶寬壓力和備份時的系統(tǒng)資源占用。

3）高頻使用報表查詢速度均有提升，部分報表提升效果非常明顯，大幅提高了業(yè)務用戶的工作效率，財務月結(jié)的效率也得到大幅提升，同時用戶登錄響應很快，有效提升了用戶體驗。表1 為部分報表、查詢和分析時間提升表。

表1 部分報表、查詢和時間分析

4.2 ERP 系統(tǒng)升級優(yōu)化后成果和效益

1）酒鋼ERP 系統(tǒng)從傳統(tǒng)的ORACLE 數(shù)據(jù)庫成功切換為先進的內(nèi)存計算數(shù)據(jù)庫HANA，ECC 應用升級到最新版本。

2）酒鋼ERP 系統(tǒng)升級后性能得到了極大的提升，各類報表查詢耗時大幅度降低，工作效率明顯提升。酒鋼宏興股份公司的收發(fā)存報表查詢，以前耗時2h，現(xiàn)在僅需要53s，速度提升135.8 倍；酒鋼西部重工公司銷售訂單結(jié)果分析查詢，以前耗時10h，現(xiàn)在耗時651s，速度提升55.3 倍；酒鋼宏興股份公司碳鋼薄板廠冷軋成本對象差異結(jié)算查詢，以前耗時3h，現(xiàn)在耗時425s，速度提升25.4 倍。

3）酒鋼ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)了較大優(yōu)化壓縮，數(shù)據(jù)量壓縮到原來的三分之一，緩解了現(xiàn)有存儲壓力，極大節(jié)省了未來存儲成本，有效優(yōu)化了ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)量。

4）新系統(tǒng)實現(xiàn)了云化，ERP 系統(tǒng)被遷移到酒鋼私有云，節(jié)省了老舊設(shè)備淘汰需要購買新物理服務器進行替代的投入成本，并提升了系統(tǒng)的資源利用率、可靠性和可用性。

5）酒鋼ERP 系統(tǒng)升級后，運行效率提升明顯，生產(chǎn)經(jīng)營工作效率提升明顯，同時帶來間接的管理邊際效益，月結(jié)時間的提前，更及時反映公司當前的運營狀態(tài)，可以更快速的做出經(jīng)營決策，提高公司管理效率。

5 結(jié)論

通過本次利用內(nèi)存計算和云化技術(shù)，完成了酒鋼ERP 系統(tǒng)優(yōu)化，解決了系統(tǒng)面臨的設(shè)備老化、系統(tǒng)性能下降、存儲增長過快導致的存儲空間壓力和軟件版本陳舊導致的各類系統(tǒng)問題。ERP 系統(tǒng)優(yōu)化后，系統(tǒng)全面升級，數(shù)據(jù)實現(xiàn)了較大壓縮，性能得到了極大提升，各類報表查詢耗時大幅度降低，工作效率明顯提升。酒鋼ERP 系統(tǒng)的優(yōu)化實現(xiàn)，使得酒鋼ERP 系統(tǒng)平臺更加可靠、高效、穩(wěn)定，為更好地發(fā)揮ERP 系統(tǒng)作為支撐集團公司業(yè)務發(fā)展的核心作用和后續(xù)的深化應用奠定了扎實的基礎(chǔ)。