引言

      制(zhì)造執行(xín♦₽βg)系統（MES）是(shì)從(cóng)企業(yè)經營 ♠≤&戰略到(dào)具體(tǐ)生(shēng)産之φ≤÷φ間(jiān)的(de)橋梁和(hé)紐帶，其針對(duì)​™φ企業(yè)的(de)生(shēng)産運行(xín×≥ σg)與管理(lǐ)信息的(de)之間(jiān)的(de)脫節¥α∏∑、滞後問(wèn)題，實現(xiàn)企業(yè)從(cóng)現(x™↔©↑iàn)場(chǎng)生(shēng)産與控制(zhì)平台•♥到(dào)企業(yè)管理(lǐ)平台的(de)上(shàng)下(xiàו♣)連通(tōng)與信息共享，實現(xiàn)全生(sh ε×¥ēng)産過程的(de)計(jì)劃調度、生(γ‌shēng)産控制(zhì)管理(lǐ)、物(♣→¶•wù)料平衡、能(néng)源管理(lǐ)、績效考核£©∏、成本監測、設備管理(lǐ)、優化(huà)控制(z÷✘hì)等功能(néng)，從(cóng)而實現(xiàn)整個(gè↓£"<)企業(yè)信息的(de)綜合集成，達到✔™(dào)對(duì)生(shēng)産過程實現(xiàn)全過程高(gā☆§o)效協調的(de)控制(zhì)與管理(lǐ)Ω₩₹。基于MES在流程行(xíng)業(yè)企業(yè)的(de)重要(yà≤<λo)作(zuò)用(yòng)，一(yī)旦MES服務器(qì)''£®系統停機(jī)或服務中斷，将造成程序的(de)混亂和(hé)數(s✘γ₹≈hù)據的(de)丢失，直接影(yǐng)響到(dào)企業(yè)​®φ的(de)正常生(shēng)産和(hé)​©₹協作(zuò)。雖然有(yǒu)容錯(cuò)服務器(qì)≈γ等硬件(jiàn)架構的(de)出現(xiàn)，從(cóng)某些(xiē∑§©×)方面解決了(le)高(gāo)可(kě)用(yòng)性的(d± &e)問(wèn)題，但(dàn)系統擴容并不(bù)容易。然而由于MES模塊較&•‌多(duō)，一(yī)次實施完成所有(φ©§yǒu)功能(néng)模塊的(de)成本和(hé)風(fēng)險λ★也(yě)非常大(dà)，分(fēn)步實施是(shì)一(δαyī)個(gè)良好(hǎo)的(de)策略，這(☆∑zhè)就(jiù)要(yào)求MES系統的(de)硬件(ji♠ àn)架構具有(yǒu)高(gāo)可(kě)用(yòng)性之外(☆✔™wài)，還(hái)要(yào)考慮良好(hǎ®Ωo)的(de)擴展性能(néng)、維護便利性能(néng)等©λ€多(duō)種需求。

1.虛拟化(huà)技(jì)術(shù)

     虛拟化(huà) ↔λ從(cóng)出現(xiàn)到(dào)今天，已±✔✔經進入成熟期，開(kāi)始進入大(dà)規模'₽Ωφ應用(yòng)階段。虛拟化(huà)技(jì)$δ術(shù)可(kě)以看(kàn)作(zuò)所有(yǒu)将不(bù)同&≈的(de)資源和(hé)邏輯單元剝離(lí>☆∞↔)，形成松耦合關系的(de)技(jì)術(shù)集合。目前，提供虛拟化(h•→¶>uà)服務的(de)廠(chǎng)家(jiā)也(yě)很(hěn)多(du×≠ō)，包括VMWare、Citrix、微(wēi)軟等。對(duì)​>"<于虛拟化(huà)技(jì)術(shù)的(de)分(f↓Ωβ&ēn)類有(yǒu)很(hěn)多(duō)說(shu ∏αō)法，就(jiù)現(xiàn)行(xíng)的(de)虛拟 ↔化(huà)技(jì)術(shù)而言，可(kě)以分(fēn)為(wèi♥​)三類。

1.1存儲虛拟化(huà)

     在傳統的(Ω♥↑σde)IT環境中，計(jì)算(suàn)資源和(hé)存儲資δ÷源都(dōu)是(shì)運行(xíng←•✘)在同一(yī)服務器(qì)上(shàng)的(de)，服務器(qì)★σ訪問(wèn)自(zì)身(shēn)的(de)×‍↕¥存儲設備，在服務器(qì)升級、數(shù)據共享→ε‍和(hé)數(shù)據安全等方面都(dōu)存在較大(dà)問(wè∑ n)題。存儲虛拟化(huà)（storage virtualizafion）✘©•↓按照(zhào)一(yī)定的(de)虛拟存儲體(tǐ)系結構将不(bù)同的φ ∞±(de)物(wù)理(lǐ)存儲設備（如(rú)RAID、JBO♦₽πD、磁帶庫等）通(tōng)過不(bù)同的(de)接 ‍¥∏口協議(yì)（如(rú)SCSI、iSCSI、i∞‌FCP等）整合成一(yī)個(gè)虛拟的(de)存儲池，為(wèi)用÷↕δ(yòng)戶提供統一(yī)的(de)數 ©☆(shù)據服務，實現(xiàn)存儲資源•‍&→的(de)共享。

     存儲↓★→£虛拟化(huà)把原本分(fēn)散在各個(gè)單獨服務€¥★器(qì)的(de)存儲資源集中起來(lái)，提供統一(yī←σ)的(de)存儲服務。這(zhè)樣一(yī)方面滿足了(le)§≈£部分(fēn)應用(yòng)對(duì)大(dà)存儲容量¥  ✘的(de)需求；另一(yī)方面存儲資源集中起來(lái)↑ε♠‍後也(yě)利于日(rì)常的(de)管理(lǐ)和(hé)維護，同§₹✘時(shí)也(yě)便于對(duì)數(shù)據進©&行(xíng)統一(yī)的(de)備份、恢複和(δ≠↓hé)容災管理(lǐ)，提高(gāo)業(yè)務系統的(de)數(shù​©)據安全性，從(cóng)而降低(dī)故障恢複時(shí)間(jiān≈ )，提升服務的(de)可(kě)靠性和(hé)連續性。

1.2系統虛拟化(huà)

     系統虛拟化(huà)（↔γ✔System Virtualization）也(yě)常被稱為(wè∞₩→φi)服務器(qì)虛拟化(huà)（Server Virtuali±γ♣zation），是(shì)把服務器(qì)擁有(yǒu)的(de)各類資源抽£​£象出來(lái)，以邏輯服務器(qì)的(de)方式為(wèi∏&•÷)用(yòng)戶提供服務。在用(yòng)戶面前的(de)πλ≈>不(bù)是(shì)一(yī)個(gè)物(wù)理(lǐ)上(shà×β× ng)的(de)服務器(qì)，而是(shì)在同✔¥✔一(yī)物(wù)理(lǐ)服務器(qì)的(de)操作(zuò)系統Ωφ之上(shàng)運行(xíng)著(zhe)的(de ©✔ )虛拟服務層中的(de)一(yī)個(gè)操作(zuò)系統實例。

     通(tōng)過系統虛拟化(huà)，'γα‍可(kě)以在原本一(yī)台物(wù)理(lǐ←φ¥)服務器(qì)上(shàng)安裝多(duō)個(gè)操作(→‍ zuò)系統。管理(lǐ)員(yuán)可(kě)以根據業(®εyè)務大(dà)小(xiǎo)，分(fēn)配一(yī)Ωε定數(shù)量的(de)CPU、內(nèi)存和(hé)存儲容量。這(zhè ®←)樣既提高(gāo)了(le)系統資源的(de)利用(yòng)率，σφφ同時(shí)也(yě)可(kě)以實現(xiàn)各個(gè)邏輯β≤♥系統文(wén)件(jiàn)式的(de)備份和(γ>hé)恢複，降低(dī)新業(yè)務系統安裝配置操作(z  'uò)系統的(de)時(shí)問(wèn)，加快(kuài)新★ε×≠業(yè)務系統的(de)調試過程，滿足信息化(huà)建設快(kuài)速發展的(de)需求。

1.3網絡虛拟化(huà)

     IT網絡環境中>≠♦，并存著(zhe)服務網絡、科(kē)研網絡ππε∞、辦公網絡、生(shēng)産網絡等多(duō)個(gè)網絡↔§≈ ，這(zhè)些(xiē)網絡常存在于同一(yī)個(gè‌ ©₽)物(wù)理(lǐ)網絡環境中，這(zhè☆πΩ)就(jiù)需要(yào)在保持網絡的(de)高(g®Ω€āo)可(kě)用(yòng)性、易管理(lǐ)性、安全性和(hé)可$ (kě)擴展性的(de)前提下(xià)，盡可(kě)能(néng)實現★γλ₽(xiàn)網絡服務和(hé)安全策略的(de)集中。

     通(tōng)過VLAN、VPN、MPLS VPN等網絡 →♣‌虛拟化(huà)技(jì)術(shù)（Netw&βork Virtualization），可(kě)☆&以滿足對(duì)網絡的(de)訪問(wèΩ₽n)控制(zhì)、路(lù)徑隔離(lí)、集中管理(α​♦lǐ)等要(yào)求，确保合法的(de)用(yòng)戶和‍₩γ★(hé)設備訪問(wèn)各自(zì)合理(lǐ)的(de)網↔♥←絡服務，并集中實施網絡訪問(wèn)策略，降低(dī)網絡∑ 管理(lǐ)成本。

2.流程行(xíng)業(yè)MES對(π$'✔duì)系統硬件(jiàn)架構的(de)π↕要(yào)求

     MES對(duì)流程企業(yè)♥λπ生(shēng)産中的(de)作(zuò)用(yòng)非常重要(yàβπ↕★o)，由于流程行(xíng)業(yè)生(shēng)産的×‍(de)連續性，對(duì)MES系統的(de)硬件(jiàn)$≥架構提出了(le)比一(yī)般系統更高↑♦₩λ(gāo)的(de)要(yào)求。

2.1高(gāo)可(kě)用(yòng)性

     高(gāo)可(kě)用(yòng)ε♥∏性主要(yào)包括四個(gè)特性：可(↔'kě)靠性、可(kě)恢複性、錨誤檢測和(hé)可(kě)持續工(gλαōng)作(zuò)性。

   （1）可(kě)靠性：可(kě)靠性分(fēn)為(wèi§₹↔Ω)硬件(jiàn)可(kě)靠性和(hé)軟件(jiàn)可(kě)靠λ♦性。MES整體(tǐ)任一(yī)環節上(shànσ £g)的(de)故障都(dōu)會(huì)影(yǐng)響到(☆πdào)系統的(de)正常運行(xíng)，整體(tǐ)運行(xíng)的(d>αe)可(kě)靠性對(duì)硬件(jiàn)的(dπε e)可(kě)靠性依賴很(hěn)大(dà)。

   （2）可(kě)恢複性：當故障發生(shēng)的(de)時(☆★  shí)候，及時(shí)（即在業(yè)務需求 '™允許範圍內(nèi)）判斷和(hé)解決發生(shēn♦€±≤g)的(de)問(wèn)題尤為(wèi)重要(yào)™•✔✘，現(xiàn)有(yǒu)的(de)架構是₩>φ♣(shì)否具備在SLA（service Level Agreement）∏£約定時(shí)間(jiān)內(nèi)恢複的(de)能(néng±α★)力。

   （3）錯(cuò)誤檢測：如(rú)果在現(xiàn)↕βΩ有(yǒu)基礎架構中，有(yǒu)某個(gè)組件(jiàn)發β♦生(shēng)故障，那(nà)麽快(kuài)速檢測和(hé)發現(xiàn¥≤)是(shì)另一(yī)個(gè)實現(xiàn)快(kuài)速意↓♠λ™外(wài)故障恢複的(de)重要(yào)因素。1分(fēn)鐘(z₩×hōng)內(nèi)可(kě)以解決某個(gè)特定≥<​≤故障，如(rú)果系統需要(yào)花(huā)1個(gè)小(xiǎo)→£∑λ時(shí)來(lái)發現(xiàn)這(zhè)個(gè)¶‍故障，那(nà)麽很(hěn)有(yǒu)可$Ω♣(kě)能(néng)已經無法滿足SLA的(de)要(yào)'∏λσ求了(le)，所以需要(yào)一(yī)個(gè)可(kε​☆♠ě)靠監控機(jī)制(zhì)将故障或預警γ€通(tōng)知(zhī)系統管理(lǐ)員(yuán)。

   （4）可(kě)持續工(gōng)作(zuò)性：​↕當容許的(de)用(yòng)以進行(xíng)系統維護的(de)停機(jī)♥€×ε時(shí)間(jiān)非常短(duǎn)的(de)時(s×✘∞≈hí)候，可(kě)持續工(gōng)作(zuò)性就(jiù)很(hě×±n)必要(yào)，因此諸如(rú)數(shù)據庫軟件(₩πφ©jiàn)升級等維護工(gōng)作(zuò)時(shí)，就(±✔±♣jiù)要(yào)求高(gāo)可(kě)用(yòng)®δ↕性系統使這(zhè)樣的(de)維護盡可(kě)能(néng)地(dì)對™→÷£(duì)用(yòng)戶透明(míng)，也(yě)就(jiù)是λσ>(shì)沒有(yǒu)影(yǐng)響。

2.2可(kě)擴展性

     可(kě)擴展性是✔ $(shì)根據MES項目的(de)實施特點而形成的(de)要(yào)求，包括兩φ✘‌個(gè)方面，數(shù)據存儲的(de)∏€∞≈可(kě)擴展性和(hé)計(jì)算(suàn)能(néng)力的(de)λσ♠≤可(kě)擴展性。數(shù)據存儲方面：流程行(x&€↔₩íng)業(yè)的(de)生(shēng←÷)産數(shù)據是(shì)企業(yè)最寶貴的(de)信息資産，每♣'‌分(fēn)鐘(zhōng)都(dōu)有(yǒ" >u)大(dà)量的(de)工(gōng)廠(chǎng)基礎數(shù)據≈∑λ₹被收集到(dào)MES系統中，長(cháng)期運行(xíng)的(de★​)狀态下(xià)必然需要(yào)大(dà)容量的(de)存儲∞♣∞₹才可(kě)以保證系統的(de)數(shù)據完整性<"。由于IT系統硬件(jiàn)價格的(de)特點（可(kě)能(nénα↓®g)一(yī)年(nián)前和(hé)一(y≠ ↔ī)年(nián)後，一(yī)塊高(gāo)←★↔≈端硬盤就(jiù)會(huì)下(xià)降到(dà∞‍∞o)之前一(yī)半的(de)價格），集中采購(gòu)肯定不(bù)€✔♣是(shì)最佳的(de)方案，隻有(yǒu)系統良好(hǎo)的(de≥☆)擴展能(néng)力才能(néng)保證滿足項目後期逐步增加的(de)存儲>§ 需求。

     計(×∏&₹jì)算(suàn)能(néng)力方面：®✘MES模塊衆多(duō)，企業(yè)為(wèi‍"")了(le)降低(dī)項目實施的(de)風(fēng)險和(hé)費(fγ≤&èi)用(yòng)，也(yě)會(huì)采用(嶣yòng)分(fēn)步實施的(de)策略，随著(zh‌γβ↕e)工(gōng)廠(chǎng)進入系統的(de)應用±£÷(yòng)模塊越來(lái)越多(duō)，系統負荷越來(lái)越大(dà‍¶α™)，MES系統後期計(jì)算(suàn)能(nβ•β≠éng)力的(de)擴展提升潛力也(yě)是(shì)必須要(yào)考慮φ‌的(de)一(yī)個(gè)因素。

3.MES在虛拟架構上(shàng)的(de)實δ'‍ 現(xiàn)方法

     MES性價比是(≈₩ λshì)企業(yè)做(zuò)出方案選↕∏Ω↓擇的(de)出發點，虛拟化(huà)不(bù)是(shì)‌™¶目的(de)，而是(shì)一(yī)個(gè)高(gāo)可(kě) ↑÷用(yòng)性和(hé)可(kě)擴展性的(de)實現✔₹σ₽(xiàn)手段。現(xiàn)給出一(yī)種MES系₩βγ統在虛拟架構上(shàng)性價比較高(gāo)的(de)一(y☆↑σλī)種實現(xiàn)方案。

     本方案λ‌  的(de)主體(tǐ)部分(fēn)是(shì)兩台安裝了(le)VMware ESX Server的(de)服務器Ω←‍φ(qì)，并利用(yòng)一(yī)台♣£普通(tōng)服務器(qì)安裝vCenter作(zuò)為(wèi)σ♣∏管理(lǐ)端。ESX Server為(wèi)底層虛拟•§操作(zuò)系統直接安裝在物(wù)理(lǐ)服務器(qì)的(de)裸↑₹≈€機(jī)上(shàng)，将物(wù)<ε↕理(lǐ)服務器(qì)上(shàng)的(↕∞∞de)處理(lǐ)器(qì)、內(nèi)存、存儲器(qì<™✔)和(hé)網絡資源抽象到(dào)多(duō)個(gè)虛拟機(jε∑πī)中，多(duō)個(gè)虛拟機(jī)封裝為(♥∏×βwèi)文(wén)件(jiàn)存儲于SA‌♦N上(shàng)，通(tōng)過萬兆交換機(jī)與虛拟服務£​‍器(qì)進行(xíng)通(tōng)訊。在這(z ‍hè)些(xiē)虛拟機(jī)上(shàng)φ​₽，分(fēn)别實現(xiàn)流程行(xí>"​•ng)業(yè)MES所對(duì)應的(de)π↕<>各種功能(néng)模塊。

     通(tōng)過♣&高(gāo)級資源管理(lǐ)、高(gāo)可(kě)∞★☆用(yòng)性和(hé)安全功能(néng)提Ω∞β₩高(gāo)了(le)服務級别。vCenter Server務器(qì)為(wèi)÷α∞虛拟環境提供了(le)集中化(huà)管理(lǐ)、操作(↕"πzuò)自(zì)動化(huà)、資源優化(εδ↔ huà)和(hé)高(gāo)可(kě)用(yò∞✘€ ng)性，降低(dī)了(le)維護成本。方案中，采用(yòng)基于IP Sβ≈ AN集中存儲方式，這(zhè)樣可(kě)以将每個(gè)虛拟 β機(jī)的(de)文(wén)件(jiàn)系統創建在共₹÷ ∞享的(de)集中存儲陣列上(shàng)，多(duō♥α‍♣)個(gè)ESX Server同時(shí)訪問(wèn)同δ§一(yī)虛拟機(jī)存儲，保證了(le)服≤→ε務器(qì)硬件(jiàn)宕機(jī)的(d¶™×e)時(shí)候，能(néng)夠快("‍<₩kuài)速恢複和(hé)啓動MEs服務。通(tōng)過VMware的↓♥(de)VirtualCenter、VMotion、D₽αRS和(hé)HA提供的(de)基于虛拟化(huà)的(de)分(fēn)布∑ > 式基礎結構服務，架構實現(xiàn)了(le)資源的(d♣£e)動态合理(lǐ)分(fēn)配，保證ε←了(le)每一(yī)個(gè)MEs服務都(dōu)可(kě)以得(de)‌ 到(dào)所需的(de)計(jì)算(suàn)資≥¥♠α源和(hé)存儲資源。由于VMware的(de)虛拟架構系統中的(™≠→εde)虛拟機(jī)實際上(shàng)是(shì)被封裝成了(le§πα♦)一(yī)個(gè)檔案文(wén)件(jiàn)和(hé)®✔若幹相(xiàng)關環境配置文(wén&α​♦)件(jiàn)，通(tōng)過将這(zhè)些(xiē)文(¶£wén)件(jiàn)放(fàng)在存儲陣列上(shàng)的(☆→de)VMFS文(wén)件(jiàn)系統中φ✔≤，可(kě)以讓不(bù)同服務器(qì)上(♠∑shàng)的(de)虛拟機(jī)都(dōu®✘♣)可(kě)以訪問(wèn)到(dào)該文(wén)件(jiàn)，從(α♦™≠cóng)而消除了(le)單點故障。

4.結束語

     MES的(d±↔e)硬件(jiàn)架構對(duì)其運行(xí€ ®∑ng)和(hé)維護都(dōu)非常重要(yào)，本文(wén)針對(duì↑¶§)流程企業(yè)的(de)一(yī)些(xiē)特殊要(yào)求☆γ®​，給出了(le)基于虛拟化(huà)的(de)一(yī)種MES硬件(j§®iàn)架構。系統的(de)整體(tǐ)架構中，可(kě)以看(k ↔↕àn)出存儲是(shì)最關鍵的(de)部Ω≠ 分(fēn)，虛拟機(jī)的(de)正常運行(xíng)完全依Ω☆ 賴于存儲上(shàng)的(de)文(wén)件(jiàn)，但'>(dàn)這(zhè)也(yě)恰恰改變了(l€γλe)以往軟件(jiàn)系統和(hé)數(shù)據庫等關鍵內(nèi)容分( γfēn)散在整個(gè)系統的(de)不(bù)同位置，環節中多(≤¶‍duō)故障點的(de)情況，現(xiàn)在隻要(yào)簡≥®∏單備份存儲，即可(kě)保證整個(gè)MES系統的(d≤↔¶e)安全，可(kě)以随時(shí)完整恢複，且該存儲支持RAID5和(hé)‍♠&RAID10，少(shǎo)量硬盤損壞的(de)情況下(x♠δ>ià)，系統可(kě)自(zì)動在線重建，從(cóng)而很(hěn)好(h¥→₽↕ǎo)地(dì)保護了(le)系統的(de)安全，如(rúα >α)果用(yòng)戶需要(yào)更高(gāo)級别的(d‌¥e)安全性，還(hái)可(kě)以另行(xíng)添置遠(yuǎnγ↔≤)程災備系統。

（網絡轉載）