工程设计中的云计算--利用云计算技术实现安全可靠的数据管理

作者:Hans-Jürgen Bitterma 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2012-04-01


图1 “云”这一概念中蕴藏着硬件的概念,图为Datev公司的一个计算中心

在一个工程项目的开发过程中,及时获取项目数据和共享数据是项目成功的关键因素。要实现数据的安全管理就需要一个使用灵活、能够处理大量复杂数据的基础平台。本文就云计算技术是否为数字化工程设计的解决方案等疑问做出了说明。通过本文可窥见云计算技术领域中的未来型解决方案。

很多年前,词作家Reinhard Mey先生曾写过:“在云中自由翱翔。”数据在云计算中是否也能自由翱翔?云计算技术的供应商们认为可以。

在云计算技术中,IT系统的软件安装、软件维护以及数据存储等所需的基础平台,以及互联网技术的灵活性和实用性都可以实现,云计算技术的核心是外包服务(Outsourcing)。代替企业投资的是企业生产过程中产生的变动成本,这对于每一个计算中心来讲都是小事。软件升级、版本维护、安全复制、硬件设置等都不是问题。云计算技术供应商Datev公司认为:云计算技术的潜力是无限的,它能够始终保证最新技术水平的IT资源和系统。

从数字化工厂的角度来看,云计算技术是很好的解决方案,例如当工程设计者需要保存和存储大量数据,利用当前企业的设计工具常常会出现数据流堵塞的情况,但利用云计算技术就不会存在这样的问题。

一份2011年企业利用云计算技术的IDC调查报告指出:在被调查的企业中,有2/3的企业都考虑采用云计算技术(235家德国企业,这些企业的职工人数都在250人以上,参见图2)。

云计算技术为数据的管理和应用带来了很多的便利,但同时也存在一些风险。谁愿意交出手中最重要的数据?又如何评判云计算技术服务商的信誉度和可靠性?

认证证书能够帮助用户了解云计算技术服务商的信誉度。数据中心星级审计(DCSA)是经德国互联网经济协会eco认可,专门针对计算中心的认证审核。从2005年10月开始,德国互联网经济协会和它的合作伙伴对多家云计算技术服务企业进行了认证评审,例如Alegri国际集团公司的计算中心。到目前为止已经有大约40家从事云计算技术服务的数据中心通过了认证评审。在进行DCSA评审时,认证机构会对数据中心的能力和服务进行审核和评估,颁发“eco 数据星级”认证证书,规范了云计算技术供应商的服务质量和经营范围。检验和评估主要有4部分内容:技术、设施、过程和人员素质。

寿命周期内的数据

使用寿命周期内的数据,例如热电厂运行所需的数据是许多相关企业都要登录、获取的数据。由于在流程设备使用寿命周期内设备层次中的每一次结构或技术的改动、维护保养、更新、改造或者零部件的更换都会改变流程设备的状态和特征。这些变化都应记录在流程设备使用寿命周期内的历史记录中,并把当前最新数据以数字化资料的形式提供给相关企业使用。

若在流程设备使用寿命周期内没有详细记录下所发生的结构性和技术性的变动,则会延误向用户/运营商的项目团队发送数据。这一延误将会导致企业在设备调试和选择时的经济损失。


图2  2011年德国企业云计算技术使用情况调查

Dassault公司热电厂设备数字化管理解决方案的初级数据库就准备了企业所需的所有设备信息数据。从而保证了所有授权使用的用户可以安全、可靠地登录访问这些数据,使他们能够在热电厂设备的使用寿命周期内,在整个发电过程中都能使用和管理这些数字化数据。Dassault Systemes公司提供的PLM系统能够动态的保存和记录发电设备的所有变化,记录变化前后的相互关系,并正确分类存放这些数据。发电设备的操作者和维修人员得到的都是当前的最新数据,管理者可以审批当前的特性设置或者升级,有关团队可以针对不同的任务在不同的工作地点共同完成同一项工作。

这里涉及到的是一个当前信息的中央数据源,包括发电设备所采用的工艺技术。这些数据既可以用图形方式在线调用,也可显示出来。

生产数据是一种“资产”,对企业来讲是非常有价值的资产。但很多年过去后这些数据会怎么样呢?软件的使用寿命是有限的,它所保存的数据与更新过的现代化系统的兼容问题是不可避免的,厂商所面临的问题是这些看不见的无形资产如何实现兼容。

在实际应用中,ITandFactory描述了这样一个实例,有一个流程工业企业打算把1000份Unix系统的CAD管道仪表流程图集成到流程设备设计软件Cadison中。他们所采取的方法如下:

调整合并规则和机制;

首先转换250个管道仪表流程图;

剩余的数据文件由用户自己转换。

这样做只需3天就可以利用管道仪表流程图绘制出一张新的图纸。每一个管道仪表流程图转换为Cadison格式文件的过程只需5min,转换后的整理工作只需1h。在这一项目中,企业节约了95%传统方法所需的费用,节省了上百万欧元。


图3 “最重要的是在企业中构建混合型的IT系统。换而言之,用户希望他们的IT系统能够进入到云计算技术的领域中。”
——Lynn Thorenz,IDC公司研发和技术咨询部门负责人

文件管理

Alegri公司为Roche Diagnostics公司安装了一套基于Microsoft SharePoint的DMS文件管理系统,这一系统除能够满足法律法规要求之外,还可以满足企业内部的规定和要求。所使用的能够通过内部IT系统管理文件的文件管理系统需要满足美国CFR 21 Part 11(电子记录和电子签名)法规的要求,以及电子数据使用和电子签名的要求。此外,Roche公司还要求有选择地在企业内部网络上发布文件,并自动生成PDF格式,包括所有的数据、数据格式,去掉不同链接点的链接,完整的查询可能性,可以在原文件基础上自动生成文件存储目录。

从方案设计到系统安装一共花了6个月的时间,将10万多个文件从各自原有的目录树和其他的源数据(由世界各地3000多人生成、处理和分类整理的数据)进行了转换。在半年的时间里建成了符合美国FDA文件管理要求的解决方案。

由Rösberg公司研发的软件模块是一个多用户使用的测试文件,通过了巴斯夫公司路德维希港生产厂的现场测试。根据流程工业设备有关安全的零部件和检测规范,确定了这一测试软件模块的检验要求、检验时间周期,包括自由定义的检验周期。

每一个被测仪器都有一个属于自己的检查表,从而能够自动生成仪器设备目录。根据检测评估得出的结果可以随时了解所采集到的数据,例如检验数据结果,检验时间等。

多语种的工程项目

在复杂的大型生产制造流程设备设计中,可靠的文件图纸是不可或缺的。而在一个国际性的工程项目中多语言的设计功能具有非常重要的意义。

例如Lurgi公司与一家俄国用户签署了一个三聚氰胺流程设备的合同。在这一项目中,英语是项目设计指定的语言。他们最后选择了Rösberg公司的Prodok流程工艺仪表设计软件,因为这一软件能够在整个工程项目过程中自动生成两种不同的语言。所生成的文件资料包括仪器仪表明细表、数据表和电气原理图。这样,在流程设备安装施工现场的双语技术资料大大方便了工程施工,文件中使用两种不同的语言说明相同的内容。

3D-CAD/CAE软件工具Tricad MS具有很好的语言翻译功能,工程项目设计时使用的是德语,在提交用户之前可以通过点击鼠标转换成用户所需要的语言。因为,在Tricad MS的所有组件中都带有语言属性,这一属性描述了组件中所使用的语言。Tricad MS数据都带有语言卷标,在转换语言时相关的属性也都转换为新的语言。

小结

数字化文件的内容越详细,数据量就越大。在项目管理时应及早考虑如何处理这些数据,当前的已有数据是为了完成工程设计项目,但必须考虑这些数据的长期保存和使用。

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