航空制造云

项目背景

制造业的全球化、信息化、服务化、虚拟化、标准化、开放化以及云计算技术的发展,为制造业的发展提供了新的机遇。通过云计算技术,将各类制造资源和制造能力虚拟化和服务化,构成一个制造资源和制造能力的服务云池,并进行统一的、集中的智能化经营和管理,使得用户通过网络有一个协同设计制造的服务平台,随时按照需要获取设计制造资源和能力服务,完成以设计制造全生命周期的各类活动。

中航工业H集团(以下简称: H集团)统一IT架构的意义是长远而重大的:事实上信息化统一架构的问题,归根结底是全集团管理流程统一的问题。在集团顶层制定硬性规定,从组织和技术两个层面推动IT架构统一,统一认识、统一模式、统一语言、统一行动,提高信息化工作的整体协调性,支撑航空产品研制大协同。在信息安全方面,提高防范安全风险的能力,并制定航空特色的达标评价指标体系,加强信息化达标考核。加速航空信息化建设进程,三年内实现全集团信息化水平再上新台阶。

H集团航空制造云的建设是利用云计算、网格技术等先进信息技术,整合集团企业内部现有的计算资源、软件资源和数据资源,统一IT架构,建立面向复杂产品研发设计与制造的能力服务平台,为集团内部各下属企业提供技术能力、软件应用和数据服务,支持多学科优化、性能分析、虚拟验证等产品研制活动,极大促进产品创新设计和制造能力。

航空制造云的建设,为通过面向工艺的设计、面向生产的设计、面向成本的设计、供应商参与设计,大大提高产品设计水平和可制造性以及成本的可控性创造条件,从而最大限度地缩短新品上市的时间,缩短生产周期,快速响应客户需求,提高设计、生产的柔性。有利于降低生产经营成本,提高质量,提高客户满意度。

建设目标与内容

H集团航空制造云的建设目标是在高效、保密、协同的指导思想下,优化提升IT资源使用效率和管理水平,全面升级应用的云化,实现协同设计制造。

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图 航空制造云建设目标与指导思想

航空制造云的建设思路即是在“云计算”的浪潮下,将制造业的信息化建设融入云计算的新理念和新技术,向着“企业云”、“制造云“的方向继续向前发展,打造资源共享、自动化服务、标准化服务、管理统一的H集团航空制造云,其设计目标即是要打造一个H集团内部的“制造云”,利用云计算的先进思想和技术,整合集团企业内部现有计算资源的和未来规划的计算资源、软件资源和数据资源,建立面向复杂产品研发设计能力服务平台,为集团内部各下属企业提供技术能力、软件应用和数据服务,实现“IT As A Service”

“制造云”要解决的是“IF-THEN”的问题,即,对于设计过程中的各种条件和假设,都能快速的得到分析结果和响应,从而辅助工程师快速获得最优的产品设计结果,促进产品的创新设计能力。

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图 “制造云”即是回答“IT-THEN”的问题

航空制造云的建设目标是通过“制造云”实现“IT As A Service”,要实现这个目标,包括一个核心与四个关键点。

一个核心:建设面向协同设计和制造的IT支撑平台

四个关键点:

  • 资源的全局共享:服务器, 软件许可证, 数据共享,包括CAD桌面云, CAE/CDF,消除资源孤岛,降低采购成本。
  • 建立IT服务体系和标准:建立运营和运维服务体系和标准SLA,实现自动化部署,弹性计算,业务请求的快速响应。提高IT保障水平,降低运营成本。
  • 应用平台建设支撑协同设计:建设面向应用的PAAS平台, 应用的云化改造, 转换传统应用的物理孤岛为逻辑孤岛, 为打通业务流协同设计制造打下基础。整合业务流程合理化,提高协同设计与制造的能力。
  • 数据平台建设支撑数据共享和数据安全:利用大数据技术, 整合企业结构化,半结构化和非结构化数据, 建立统一的数据管理和安全平台,提供可靠,有效的数据和信息服务, 保障数据安全前提下使数据流动起来。

传统的业务主导IT是以自下而上的建设模式,形成多个业务和IT烟囱,各业务系统间并不共享。

统一IT支撑平台可打破IT资源烟囱,实现资源共建共享,提供全局的集中的IT资源视图、监控视图和管理视图;同时保留业务烟囱,保持业务应有的独立性,使业务能获得更灵活和强大的共享资源支撑。

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图 从业务主导IT到统一的IT支撑平台

通过航空制造云的建设,打破传统的业务主导式IT和传统的IT资源烟囱,建设统一的IT支撑平台,实现资源的统一管理、监控、共享、服务。

整体解决方案

航空制造云设计方案通过对资源云化改造和应用云化改造,实现统一的云资源池并实现应用系统的云化迁移;通过建设云管理平台和安全管理平台,实现资源统一管控调度、按需分配、标准化和系统安全。

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图 航空制造云方案设计

 

  • 云资源池(资源云化改造)

x86服务器资源池

– 现有服务器虚拟化,组建x86计算资源池

– 承载各类管理应用系统

– 提供应用测试环境

x86桌面资源池

– CAD桌面服务和办公桌面服务的后台资源支撑

– 现有办公桌面和工作站统一管控

HPC资源池

– HPC仿真计算资源池

– 现有两个集群合并

小型机资源池

– 小型机虚拟化实现动态分区

– 承载设计与生产制造类应用、数据库

存储资源池

– 存储统一管理和分配

– 支撑所有的应用、桌面、集群

  • 云应用(应用云化改造)

管理应用系统

– 现有应用的云化迁移

– 数据库共享

桌面

– 现有办公桌面和工作站集中管控

– 基于NVIDIA GPU虚拟化技术的共享/专享CAD桌面服务

– 基于桌面虚拟化的办公桌面服务

CAE HPC

– 现有集群和调度系统的统一

– HPC测试服务

– 打通设计与仿真计算流程

设计与生产制造类应用

– 迁移至小型机动态分区,实现资源动态共享与调整分配

– 数据库共享

  • 云管理平台建设

– 资源统一管控,统一调度,按需分配

– 资源标准化、单元化

– 运维运营管理,IT资源服务化和流程化

  • 安全管理平台建设

– 保证整个航空制造云的安全,满足身份认证、访问控制方面的原则和要求。

应用效果

航空制造云的建议对于企业网络信息中心的IT管理水平和IT资源利用能力都有重大改进和提升。

  • 实现了异构资源的统一监控纳管
  • 办公桌面
  • CAD与工作站
  • CAE与HPC集群
  • PDM与小型机
  • 管理系统与x86服务器
  • 应用与物理架构解耦
  • 办公桌面云
  • CAD桌面云
  • HPC应用平台
  • PDM去IOE化
  • 管理系统虚拟化/资源共享
  • T服务体系与标准建立
  • IT部署最佳实践
  • IT运维流程最佳实践
  • IT故障响应及处理最佳实践
  • IT服务化最佳实践
  • 协同设计制造平台
  • 打破IT资源烟囱,实现资源共建共享
  • 不打破业务烟囱,业务保持应有的独立性,同时获得更灵活和强大的资源支撑