用OpenStack构建中船重工第716研究所“捷云”

中船重工第七一六研究所”捷云”云平台采用九州云工业智能制造解决方案,选用OpenStack开源技术作为平台底层技术支撑,与业务系统紧密深度集成,最终形成由智能决策、生产管理、基础平台、智能接入四个层面构成的整体平台架构。

用OpenStack构建中船重工第716研究所“捷云”

<strong>军工企业数字化转型成必然

第七一六研究所隶属于中国船舶重工集团公司,是国家军工行业重点科研单位,位于江苏省连云港市,主要从事军、民用电子信息系统、控制系统、仿真测试系统、抗恶劣环境计算机、自动控制器件、嵌入式产品及软件、等产品的研制与开发,从业人员2200余人。

自1965年建所以来,第七一六研究拥有国内一流的试验测试手段和现代化的科研开发环境,设有一级学科“控制工程与科学”硕士点、兵器系统工程联合博士点及博士后科研工作站, 在连云港、北京、上海、青岛及德国科隆等地共设有十多个控股公司或分支机构。

用OpenStack构建中船重工第716研究所“捷云”

伴随着云计算、大数据等技术的日益成熟,作为国家重要的大型高端智能设备研发制造军工企业,第七一六研究所深入贯彻国家“网络强国”战略和“互联网+”行动计划,以研发沉淀能力,以应用扩大规模,以开放聚焦生态,助力数字化服务创新,增强科技创新、技术研发、运营支撑等方面的核心竞争力,构建具有中船重工特色的基础服务设施生态环境。

<strong>数字化转型的四大拦路虎

在推进第七一六研究所数字化转型过程中,因其特有的军工特征、体质及管理基础,也面临了诸多问题,只有解决好这些问题,才能更好实现第七一六研究所数字化转型升级的目标。面临的问题主要体现在以下几个方面:

<strong>▌<strong>主数据分散:

现有的主数据分散在各个不同的业务系统中,缺乏统一的数据标准和管理平台,数据的标准化规范化程度低,而主数据的统一规范是未来企业数据全面集成共享,进而实现智能制造的基础。

<strong>▌<strong>涉密与非密系统数据分离:

根据第七一六研究所军工行业的安全保密要求,研发设计和经营管理类应用系统一般都部署在涉密网环境,与部署在非密网环境的DNC数据采集、MES、供应商协同、客户服务等日常应用系统物理隔离。因此,第七一六研究所需要构建全新的适应新环境要求的安全保密策略,基于新的安全保密管理制度和技术手段,在满足国家安全保密要求的前期下,最终实现涉密与非密系统数据的集成应用。

<strong>▌<strong>各信息系统非开放:

由于第七一六研究所业务种类、层级的复杂性,使得不同领域(设计、生产、财务、人力等),不同层级的信息系统无法完全基于同一厂商同一平台。因此不同领域和层级信息化应用系统的开放性集成尤为重要,各应用系统必须支持新云平台集成标准,以满足第七一六研究所各项业务在数据和流程上集成应用需求。

<strong>▌<strong>非精益化管理:

精益化成本管理是提高第七一六研究所企业产品质量、降低产品成本、提高生产效率的有效手段和方法,这也是一个持续优化的过程。通过业财一体化可以为企业精益管理提供更为客观全面的成本与绩效评价体系与反馈机制,帮助企业更加有效的推进管理精益化。

<strong>“捷云”,716所数字化转型的基石

面对以上的诸多问题,为尽快实现数字化转型升级的目标,为了能够更好的支撑未来业务的需求,第七一六研究所结合自身IT的信息化建设现状,在经过多次考察与论证后,决定以开源技术为基础构建整体云平台,并选择九州云作为合作伙伴共同打造基于OpenStack的“捷云”实时云平台。

第七一六研究所”捷云”云平台采用九州云工业智能制造解决方案,选用OpenStack开源技术作为平台底层技术支撑,与第七一六研究所业务系统紧密深度集成,最终形成由智能决策、生产管理、基础平台、智能接入四个层面构成的整体平台架构。

用OpenStack构建中船重工第716研究所“捷云”

<strong>▌<strong>智能接入层:

由数字化加工测量设备、生产线及传感器等设备组成,并与底层资源管理、数据处理、工业物联网实现设备的互联互通。为第七一六研究所实现自动化、智能化、柔性化生产提供了重要的基础数据采集保障。

<strong>▌<strong>基础平台层:

为第七一六研究所的信息化系统提供统一基础资源,通过OpenStack管理平台整合了原有计算、存储、网络的资源,虚拟化定义基础资源重新定义划分了IT资源的意义,实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享,提高IT资源利用率,服务于灵活多变的应用需求。 增加热迁移和控制节点、计算资源、存储资源高可用等高级功能,整合并实现物理节点和应用自的动化部署,实现多类型虚拟化平台与基础资源的整合与纳管,同时提升整体平台抗恶劣环境能力与容灾恢复能力。

通过集成九州云Animbus® CI/CD开发测试行业扩展包,为上层集团各研发科室、课题小组、生产车间提供了标准的IaaS的API,为工业产品研发提供安全稳定、可灵活扩展、持续快速迭代提供平台保障。

作为私有云平台重要组成部分,第七一六研究所对其云平台整体实用性与监控功能性,提出了比以往私有云平台监控运维功能更高的要求。因此,九州云为第七一六研究所在九州云Animbus®产品运维组件蓝精灵基础上,针对七一六研究所实际生产环境、业务流程与监控需求,全新研发一套“捷云”监控运维系统,并集成在“捷云”云平台当中,极大提高云平台整体稳定性、高可用性与功能性。

在该监控运维系统中,九州云融入了多年来积累的OpenStack开源云平台运维及运营的经验,对“捷云”云平台基础设施层的监控服务,进行了全新的开发设计,提供基础设施层资源分布、运行监控、报警日志、以及负载数据的呈现,主要信息采集包括硬件设备信息、宿主机信息、云平台各类虚拟环境监控数据、私有云整体集群监控、机柜整体及硬件设备的运行状态、计算节点运行监控状态、存储集群运行监控状态、网络设备及链路运行监控状态等。

同时,操作人员可通过静态配置文件直接对数据中心、机柜设备等信息进行直接配置修改,确保在基础设施发生故障时,能快速发现问题并协助故障的排查及恢复。云平台在监控数据采集频率、监控告警时间、监控数据保存、微服务等方面能力的加强,大大提升了“捷云”云平台的功能性与故障处理效率,为运维人员提供了极大的运维便利。

用OpenStack构建中船重工第716研究所“捷云”

<strong>▌<strong>生产管理层:

由生产车间制造执行MES系统、数据采集系统,以及基于内网的PLM、ERP和基于外网的协同设计、协同供应链等部分组成,实现车间作业计划有效排程、执行跟踪与车间物料、设备、工具、人等资源的管理控制,并通过数据采集实现与智能设备层实时数据采集和生产状态反馈。通过产品设计生产服务一体化,实现产品研发与生产过程的高效协同,在强化企业整体经营管控,实现资源优化配置的基础上,支持未来军工企业打通上下游,实现产业协同的战略发展需要。

<strong>▌<strong>智能决策层:

基于大数据分析为军工企业战略落地、绩效评价、内控分析及决策支持提供支撑,通过对企业内外部海量数据的多维度分析,构建企业经营管理驾驶舱,为提升经营效益,规避经营风险,实现透明化、可视化、智能化管理创造有利条件。

第七一六研究所的“捷云”云平台,通过与全新开源云计算技术的深度集成,全面支持高端智能装备制造生产环节中的生产自动化、产品全生命周期数字化、制造过程柔性化,为中船重工企业以及各军工、民用设备使用单位提供集基础计算资源、数字化车间、智能工厂等为一体的完备云端智能解决方案。

产品研发方面,在科学管理实践基础上,融合虚拟化技术、自动化技术、信息技术和AI人工智能技术,为各类信息自动化、智能终端科研院所提供新一代信息化数字解决方案,在满足下属各科研专业、生产单位对基础设施共享需求的同时,快速响应业务环境的变化,提供高品质、高效率、高稳定性的工业自动化生产线解决方案。

<strong>助力716所抢占智能制造制高点

“捷云”云平台通过敏捷的研发体系与资源调度体系的建立,使得企业能够更快速的响应市场需要,在此基础之上构建以数字化为基础的企业生产模型体系,集设计、制造、服务一体化协同工作的生产模式,超越了传统的设计与制造观念,其内容涵盖了市场需求、设计工艺、生产过程、质量监控、产品服务等在内的产品生命周期的全过程。

通过分层、分级的计划体系,实现军工企业内部从研发到生产,从车间到班组的全业务过程计划的统一管理与及时反馈。借助有限能力计划排产和灵活计划调度手段,平衡企业整体生产能力,快速识别企业计划执行的真正瓶颈,提高计划的可执行性和鲁棒性的同时,支持计划快速灵活调整。

对企业各个领域、层级资源使用、业务经营数据的集中管理,充分发挥企业日常研发、生产及经营管理过程资源使用价值,提升数据的价值,通过大数据分析,为企业不同层级的管理人员提供更及时更贴近实际需要的辅助决策支持,真正做到企业管理有的放矢,实现基础资源充分授权与有效管控的协调统一。通过预先定义的业务流程和处理规则,实现资源流使用的信息同步,改变企业前端业务部门与后端财务部门相互分离的状态,通过业务流程优化将两者进行适当的职能整合,强化财务对业务的管控与服务,实现高效实时成本管理。

优化集团管控层级与粒度,达到更有效的资源协调分配、更精准的经营风险控制,使得内部组织架构和业务流程更为高效的运作和协同,实现对每个业务单元的透明化管理和快速准确的经营业绩评价,满足企业规模不断发展和组织延伸对集团管控的挑战。

中船重工第七一六研究所捷云云平台的建立,是开源云计算技术与现代智能制造工业技术深度融合的典范,实现了智能化响应与工业设计制造相结合的全过程,助力军工行业企业数字化转型,抢占新一代高端智能制造行业制高点。

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