面向精細化工產業集群云平臺的研究與應用

何 戡 張廣磊 宗學軍

(沈陽化工大學信息工程學院，沈陽 110142)

面向精細化工產業集群云平臺的研究與應用

何 戡 張廣磊 宗學軍

(沈陽化工大學信息工程學院，沈陽 110142)

為提高我國精細化工產業的現代化水平，結合云制造服務型理念，提出了建設面向精細化工產業集群的云服務平臺解決方案，建立公共云服務平臺體系架構。根據該產業集群的現狀，選擇基于SaaS模式作為平臺的系統架構，為產業集群提供了一個切實可行的信息化解決方案。

精細化工 云服務信息管理平臺 產業集群 SaaS

信息化對于企業提高生產要素的集聚與協作配套，促進專業化分工和優化配置，降低創新和創業成本及節約社會資源等方面具有重要作用。精細化工產業集群一般由中小型企業組成，集群內企業應用信息化的程度都較低，自身很難建立一個信息化的體系，也就是目前急需要建設的公有云服務[1,2]。

SaaS(軟件即服務)是云服務的三大模式之一，隨著互聯網技術的發展和應用軟件的成熟，已成為一種完全創新的軟件服務模式。運營商將應用軟件安裝在自己的服務器上，企業用戶通過互聯網定購所需的應用軟件服務來滿足自身的實際需求[2]。用戶通過基于Web的軟件向提供商租用而不再購買軟件[3]。服務運營商維護升級所提供的應用軟件，讓用戶及時使用到所定購軟件的最新服務。對于中小型企業，SaaS云服務是采用先進技術的最優途徑，不用再購買、建設計算機網絡基礎設施和維護應用程序的運行。

1.1 云平臺研究背景

集群內的企業規模較小，信息化建設滯后，在資源利用等方面沒有進行有效的整合，致使集群內的精細化工品牌沒有得到有效推廣，在國內同行業中品牌競爭力不高。目前精細化工產業集群信息化存在以下3個方面問題[4]：

a. 信息化建設資金。企業信息化建設需要大量的資金支持，但中小型企業沒有充裕的資金用于信息化的建設。

b. 創新人才。中小型企業缺乏專業的技術人才，使企業不能充分利用其信息資源，缺乏深層次的挖掘應用。

c. 個性化服務。中小型企業經營的產品各有特點，信息化需求也千差萬別，IT運營商還沒充分關注到中小型企業的個性化需要，所以專門適應于中小型企業的信息化產品和解決方案比較少。定制個性化服務，需投入大量資本，且中小型企業靈活性強，需求波動大，限制了信息化的應用。

中小型化工企業可以采用先進的信息化技術來緩解諸如資金短缺、人才不足等問題引起的困擾，云計算基于互聯網，其投資成本低、靈活性強，且對操作人員技術水平要求不高，既可以滿足其信息化需求，又可以讓中小型企業避免以上問題，是中小型企業進行信息化建設的最好模式[3]。

1.2解決方案

根據NIST(美國國家標準與技術研究院)定義，云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池(資源包括網絡、服務器、存儲、應用軟件和服務)，這些資源能夠被快速供給和釋放，使管理的工作量和服務提供者的介入降低至最少[5]。云計算泛指云計算服務、支撐云計算服務的云計算平臺和相關云計算構架技術，是計算機科學和互聯網技術發展的產物，也是引領信息產業創新的關鍵戰略性技術和手段，有SaaS、PaaS和IaaS三大服務模式[4]。SaaS主要將應用作為服務提供給客戶，PaaS以服務形式提供給開發人員應用程序開發和部署平臺，IaaS主要是將虛擬機等資源作為服務提供給用戶。云計算服務模式不僅給信息產業帶來深刻變革，同時也深刻影響到化工等傳統產業的進一步創新發展[6]。

SaaS是最成熟、應用最為廣泛的一種云計算服務模式，在這種軟件分布模式下，應用軟件安裝在服務運營商那里，用戶可以通過各種客戶端設備(如網頁瀏覽器)來使用這些應用軟件。這種模式具有高度的靈活性、可靠的支持服務、強大的可擴展性，因此能夠降低客戶的維護成本和投入，而且由于這種模式的多宗旨式的基礎架構，運營成本也得以降低[7,8]。作為軟件服務與云計算技術的有機結合，云平臺對推動精細化工生產企業的模式創新具有重要意義[9,10]。

1.3SaaS模式比傳統模式在信息化建設中的優勢

圖1為SaaS模式與傳統信息化服務模式的對比。使用SaaS省去了企業用戶購買IT基礎設施、網絡辦公計算機的資金，不需要企業技術人員和軟件支持人員部署IT環境，無需對系統進行維護升級。其優勢有如下4個方面[11]：

a. 在傳統信息服務模式中，軟件的安裝和調試需要有專業技術人員的參與才能完成。SaaS軟件的安裝和部署都由平臺運營商負責，用戶的計算機聯網即可使用。

b. 以租用服務的方式來進行企業生產運營管理，不需要專門的技術維護人員，緩解企業在人力、財力上的壓力，能夠集中資金對核心業務進行高效率的運營。

c. SaaS軟件是可按需使用的服務，企業的需求簡單時就少訂購一些服務，規模擴大時就多訂購一些服務，而傳統的服務模式從最初訂購就是一成不變的。

d. 在軟件的傳統模式使用中，購買的軟件在一段時間之后，滿足不了企業需求時，將給企業帶來巨大損失。SaaS軟件提供的服務是按照企業的訂購量來收費的，用戶只需支付很少的費用就可以使用SaaS軟件，風險較小。

圖1 傳統服務模式和SaaS服務模式的對比

2 云平臺的系統結構

2.1面向產業集群的總體協作方案

為用戶打造基于“云”的數字化園區，將IT基礎設施以公共設施的形式提供給入園企業，使用戶能夠像使用水、電、煤那樣使用計算資源，為入園企業提供IT設施與應用的全面外包服務，包括云桌面、云主機、云存儲、云硬盤及云應用等。精細化工云平臺結構概況如圖2所示[12]。

構建基礎信息化云計算平臺，融入大數據、互聯網+、工業4.0、云及物聯網等先進的信息技術，并結合多行業生產管理經驗，立足構建集研發、設計、生產、銷售、培訓、金融和服務為一體的新興互聯網服務平臺，為精細化工企業提供云營銷、云設計、云制造、云服務、云培訓、云金融及云物流等快速、便捷、個性的信息服務，實現產品銷售方式改變，服務的增值和商業模式的創新。

園區云平臺的特色如下：

a. 將IT基礎設施以服務的形式向園區企業交付，使用戶在無需任何投資的前提下，以低廉的租金、按需付費的形式，獲得辦公所需的所有IT設施與應用，迅速開展辦公。

b. 構建精細化工產品的研發、構造、預訂、計劃、生產、質量監測、運作及回收等各個階段資源的物聯網、服務網。

c. 實現精細化工產業相關產品和工藝的互聯網知識搜索和動態跟蹤。

圖2 精細化工云平臺結構概況

d. 整合國內外精細化工行業動態、高新技術成果、知識產權、專利及企業管理方案等前沿技術信息，實現精細化工信息資源共享。

e. 發揮高校優勢學科和網絡資源對精細化工企業技術人員培訓方面的作用[13]。

2.2精細化工云計算平臺的關鍵技術

2.2.1信息的收集

精細化云服務為用戶提供可靠的信息資源，它主要整合了精細化工產業的產品、技術及成果等數字資源。數字資源在互聯網時代已是信息用戶關注的焦點,精細化工產業經歷多年的積累，數字資源如雨后春筍般出現。還有國內外精細化工相關的企業和信息機構各自建設的數據庫豐富了數字資源。要把這些與精細化工密切相關的部分集中甚至是離散的數字資源高度集成,構成龐大的數字資源[14]。

利用網絡爬蟲技術對信息進行收集，網絡爬蟲是一個自動提取網頁的程序，是搜索引擎的重要組成。按照提供的關鍵字，從一個或若干初始網頁的URL開始，獲得初始網頁上的關鍵字信息，在抓取網頁的過程中，不斷從當前頁面上抽取新的URL放入隊列,直到滿足系統的一定停止條件。最后對抓取的信息進行相關的分析、過濾，并建立索引，以便之后的查詢和檢索[15]。

2.2.2信息的篩選、分類、重組和創新

在早期資源建設過程中，由于各大信息機構的資源建設缺乏統一規劃，各自根據自己的需求采集數據，信息化標準缺乏，使得各自接口不一，每個機構在信息化過程中獨立發展、自成一體，信息彼此不能連通，因而導致重復建設率高，極大地浪費了信息資源。整合國內外精細化工領域資源并存儲在云端，使信息進行大聚合。

信息服務智能化。根據約定企業的信息資源服務需求設定相關服務參數，對接入精細化工信息平臺資源進行云搜索，利用數據挖掘、自然語言處理等人工智能技術進行信息挖掘和信息整合、創新、評估、決策，并通過智能化特征處理、智能化匹配及智能化評估等相關技術為精細化工企業提供所需要的信息資源云服務內容，實現精細化工企業多維互動、信息合作共享和企業協同發展。

信息交互多元化。在云時代信息的互動走向應當是多維的，是信息擁有者之間、信息使用者之間、信息擁有者與信息使用者之間的多向交互過程。在信息互動中不但互動形式多樣，更要追求互動內容的有效。在多維互動中有利于加深對信息的認知，捕捉企業對信息的動態需求，反饋企業對信息服務的滿意度，對信息服務的方向有一個科學的指導，最大限度地消除信息服務的盲目性和膚淺性。

服務個性化。在以往的信息服務中，強調共性服務，因為滿足大眾共性需求，可以讓信息服務的單個成本降低。在云計算時代，資源可以動態部署，服務可以自由組合，IT可以量化消費，終端可以拓寬選擇。 企業需要什么樣的信息是平臺建設的中心，即實現真正意義上的企業至上，為企業提供有價值的個性化服務。

數據挖掘。隨著傳感器的大量使用，智能設備的普及，這些設備生成了海量的數據，與此同時，設計、研發、物流、供應鏈、銷售及服務等各個環節也都在源源不斷地產生數據，利用數據挖掘等技術從海量數據中捕獲企業需求、優化生產流程，是完善服務體系的關鍵。

3 云平臺功能服務

云平臺立足于集精細化工企業產品的研發、設計、生產、供需、服務為一體的新興互聯網服務平臺，兼顧共性和個性的服務要求，同時云平臺為企業提供基礎服務與增值服務。圖3為云平臺的功能體系。

圖3 精細化工云平臺功能體系

3.1基礎服務

云平臺為企業提供的基礎服務主要包括企業推廣、企業信息管理(產品、訂單物流、庫存及物流等基本的信息管理系統)、視頻會議、互動交流、信息瀏覽及搜索(產品、項目、成果)等典型的B2B模式的服務。另外，針對精細化工行業特點加入測試中心、特色培訓及行業專家等特色服務，具體內容如下：

a. 企業推廣。為企業展示、宣傳提升知名度的服務。

b. 信息瀏覽和搜索。為企業提供產品、項目、成果、視頻、專家及測試儀器等信息的瀏覽、搜索服務。

c. 企業注冊、登錄。為企業提供注冊認證功能，并可通過登錄進入企業信息管理系統。

d. 企業信息管理系統。為企業提供基礎的OA服務，該服務可根據企業需求自行定制，主要包括產品、訂單、物流及庫存等基本的信息管理系統功能。

e. 視頻會議。為企業與企業、企業與專家、專家與專家提供全方位的遠程在線視頻會議服務。

f. 互動交流。為企業、專家提供BBS服務，用論壇的方式實現企業與企業、企業與專家、專家與專家的交流。

g. 測試中心。為企業提供分析測試的網上預約服務。

3.2增值服務

云平臺的信息增值服務面向精細化工產業，突破單個精細化工企業建設自有信息平臺的諸多缺憾，實現互聯網技術和精細化工企業需求的高效對接。

資源整合。以精細化工產業需求為導向，對有價值的國內外精細化工相關高新技術成果、知識產權、專利、企業管理方案進行采集、分析、整合、創新及評估等智能加工，建立個性與共性兼顧的服務，實現真正意義上的“共建、共管、共享、共贏”精細化工云平臺。通過網頁爬蟲搜索Web或人工錄入的方式采集大量與精細化工產業相關的原始信息，然后經過分析、整合及創新等過程篩選、去重并評估，最終獲得高質量的信息庫，為企業減少資金、時間的投入，真正意義上實現信息的增值服務。

智能決策。該服務在主動模式下，根據企業輸入的研發需求，將該研發相關的統計信息(如是否有實時政府政策導向、利潤分析級市場供需等)以圖表的形式展現出來，輔助企業自行判別，同時依靠專家系統(大數據模型)做出可行性決策判斷。該服務在被動模式下，企業還可以查詢專家系統推薦的研發項目。當研發項目具有可行性后，給出項目開發所需的成本估計，企業可根據自己的資金情況，選擇眾籌、獨立開發及聯合開發等不同的開發模式。

智能工廠。以精細化工企業研發產品涉及的相關領域為導向，筆者設計的云服務信息管理平臺可以推薦該領域的工藝專家和國際相關專利、技術文獻，結合自動控制專家，互聯網、物聯網專家，機械專家，環保專家以及其他相關專家等共同服務精細化工企業，打造智能工廠的企業模式，助推企業健康可持續發展。

智能生產。以企業的實際需求出發，云平臺通過物聯網、互聯網可遠程跟蹤企業在生產過程中的主要參數，對它進行能效分析、故障檢測及報警管理等提供個性化服務；也可對企業全流程的生產加入參數標簽，該標簽反映該產品生產過程中的主要參數信息，并可追溯該產品在生產過程中的詳細信息，輔助企業提高產品質量。

智能運營。云平臺以政府政策導向、行業動態、原材料價格趨勢、利潤分析和市場需求估計信息為依據，輔助企業精細化安排生產，并根據企業所處的行業特點，推送當前行業先進工藝、控制方案及權威專家等信息，助推企業健康可持續的發展。

4 結束語

精細化工云服務信息管理平臺是一個智能、靈活、可持續發展的信息化平臺，具有技術密集、專用性強及技術信息更新快等特點，使精細化工企業能及時獲取行業(領域)主流的新技術、新經驗和新產品，幫助精細化工企業透視整個行業的運營發展情況，迅速解決存在的問題，提升傳統產業，加快技術升級，優化生產流程，提高產品質量和附加值，提高生產效率，提高節能減排和安全生產水平。該平臺在結合多行業生產管理經驗與先進的云計算技術、物聯網技術的基礎上，為精細化工企業提供快速開發、快速組合、快速實施的信息服務，利用信息技術幫助精細化工企業更好地適應瞬息萬變的市場，調整戰略方向，保持競爭優勢與高效增長，并為企業的長期戰略發展提供信息支撐。

[1] 盛磊,林宏權,劉繼紅.面向區域產業集群的云制造服務平臺架構與模式研究[J].科技管理研究,2012,32(11)：206～209.

[2] 張偉.基于SaaS模式的產業集群協同商務平臺研究[D].廣州:華南理工大學,2010.

[3] 馬玲.云計算在中小企業信息化中的應用研究[D].合肥:合肥工業大學,2012.

[4] 楊建新.SAAS現狀分析與前景展望[J].軟件導刊,2012,11(1)：29～30.

[5] Erl T, Mahmood Z, Puttini R，著，龔亦利，賀蓮，胡創，譯.云計算概念、技術與構架[M].北京: 機械工業出版社,2014:15～44.

[6] Tsai W,Bai X Y,Huang Y.Software-as-a-Service(SaaS):Perspectives and Challenges[J].Science China Information Sciences,2014,57(5)：1～15.

[7] 周楊.構建SaaS模式電子政務服務云平臺[J].中國管理信息化,2012,15(4)：43～44.

[8] Zeng Q P, Wu S X.A SaaS Development Platform Based on Cloud Computing[J].Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science,2013,11(3):1021～1024.

[9] Doelitzscher F, Sulistio A, Reich C.Private Cloud for Collaboration and e-Learning Services:from IaaS to SaaS[J]. Computing,2011,91(1):23～42.

[10] Basu A, Vaidya J,Kikuchi H.Privacy Preserving Collaborative Filtering for SaaS Enabling PaaS Clouds[J]. Journal of Cloud Computing,2014,1(1):108～110.

[11] 耿冰,于修理.SaaS與傳統軟件的比較研究[J].沈陽師范大學學報(自然科學版),2009,27(1)：84～86.

[12] 王鵬飛,趙衛東,柳先輝.基于SaaS的鋼鐵產業鏈協作平臺[J].計算機與現代化,2011,(1)：82～84.

[13] Chang Q Z, Hu Z Y, Weng X H,et al.Pharmaceutical Companies SaaS Cloud Services Management Platform Based Design and Application[J].Advanced Materials Research,2014,1030-1032:1913～1918.

[14] 吳自愛,王劍程.基于SaaS的茶葉企業信息化平臺建設——以安徽國潤茶業有限公司為例[J].池州學院學報,2014,28(3)：28～30.

[15] 楊柳,王淑營,孫林夫.產業鏈協同SaaS平臺租戶身份認證配置技術研究[J].計算機應用研究,2015,32(10)：3030～3035.

(Continued from Page 613)

was designed and the server terminal’s some data-receiving procedures and monitoring interface were presented. Through starting with the overall design scheme for the system, the client wired transmission and wireless transmission were combined and a variety of communication transmission protocols were adopted to achieve data acquisition and transmission. The actual application demonstrates that this system can realize monitoring and giving an alarm of the pipeline leakage.

Keywordsremote data acquisition and monitoring system, pipeline leakage, LabVIEW,transmission mode, communication mode

ResearchandApplicationofCloudPlatformOrientedtoIndustryClusterofFineChemicals

HE Kan, ZHANG Guang-lei, ZONG Xue-jun

(CollegeofInformationEngineering,ShenyangUniversityofChemicalTechnology,Shenyang110142,China)

In order to improve the level of modernization of the industry of fine chemicals and through having the cloud manufacturing and service concept considered, the solutions to orient the cloud service platform to the industry cluster of fine chemicals were proposed to establish system architecture of the public cloud service platform. Regarding the situation of the industry cluster of fine chemicals, the SaaS mode-based system architecture was chosen for the platform to provide this industry cluster with a feasible solution.

industry of fine chemicals, cloud service and information management platform, industrial cluster, SaaS

TP393

A

1000-3932(2016)06-0632-06

2016-05-03(修改稿)基金項目：中國-保加利亞科技合作委員會第14屆例會項目(14-4)