仝維維，賈 寧，高 超，閆文真，牟玉 喆 ，呂志超，王 丹

（北京京東方顯示技術(shù)有限公司，北京100176）

0 引言

在人們的生活中，顯示屏無所不在，大到巨幕電視，小到汽車娛樂顯示系統(tǒng)、手機屏幕及穿戴手表顯示屏等，需求的激增讓顯示產(chǎn)業(yè)技術(shù)突飛猛進，同時也遇到了新的挑戰(zhàn)，半導體顯示制造行業(yè)將不斷走向更大、更薄、更智能化的方向。中國半導體顯示制造企業(yè)京東方（BOE）要適應(yīng)市場環(huán)境變化的節(jié)奏，成為顯示上游產(chǎn)業(yè)的焦點，就必須快速提升研發(fā)能力，合理降低生產(chǎn)成本，有效縮短產(chǎn)品入市周期，增強產(chǎn)品市場競爭力。研發(fā)設(shè)計作為企業(yè)發(fā)展的命脈，其創(chuàng)新變革的重要性不言而喻。針對多工廠、共發(fā)展的研發(fā)環(huán)境，建立一套研發(fā)資源共享平臺就變得尤為重要。

IBM Platform LSF[1]產(chǎn)品屬于強大而全面的工作負載和資源管理軟件平臺，主要具備以下核心功能：①可擴展性強，可針對不同需求提供不同模塊來實現(xiàn)；②優(yōu)化資源利用率且能大幅度降低成本；③可實現(xiàn)異地之間的軟件License及硬件CPU、內(nèi)存等調(diào)度，節(jié)省投資；④實現(xiàn)資源的實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)分析，為采購提供數(shù)據(jù)支持。

本文結(jié)合京東方半導體顯示制造企業(yè)研發(fā)組織的特點及面臨的問題，闡述了BOE研發(fā)組織應(yīng)用IBM LSF產(chǎn)品后，實現(xiàn)軟件License共享的平臺架構(gòu)及成果，并提出了硬件調(diào)度和軟硬件資源共享的未來發(fā)展目標。

1 研發(fā)組織特點及困境

BOE自1993年成立以來，歷經(jīng)20多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為國際面板供應(yīng)商的大廠。目前BOE已在北京、合肥、內(nèi)蒙古、重慶及福建等地擁有多個液晶顯示器制造地，覆蓋4.5~10.5代線。各產(chǎn)線建立初期，均設(shè)置獨立研發(fā)中心，研發(fā)設(shè)備（含軟硬件）及配套設(shè)施均自行采購管理。

隨著BOE快速發(fā)展及Sopic組織變革，固有管理模式的弊端凸顯，主要有以下幾個方面。

①網(wǎng)絡(luò)受限，需優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：從研發(fā)數(shù)據(jù)的保密性和安全性考慮，各產(chǎn)線研發(fā)繪圖室均為獨立局域網(wǎng)（與外界隔絕），為實現(xiàn)跨產(chǎn)線軟件資源共享，需優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及配置，在保證網(wǎng)絡(luò)互通的基礎(chǔ)上，確保數(shù)據(jù)安全。

②投資成本高，迫切需優(yōu)化：EDA廠商一般均采用License機制進行授權(quán)管理，License文件中規(guī)定用戶數(shù)量、模塊及功能等。單個研發(fā)設(shè)計軟件License價格昂貴，據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計，BOE僅研發(fā)軟件License投資已過億。隨著BOE的快速發(fā)展，迫切需要優(yōu)化軟件投資，實現(xiàn)資源利用最優(yōu)化。

③資源利用率低，需有效提高：研發(fā)設(shè)計軟件License資源僅限于產(chǎn)線內(nèi)使用，不支持跨產(chǎn)線共享，不適于現(xiàn)有的組織結(jié)構(gòu)，且無法設(shè)置使用權(quán)限及策略，利用率大大降低。

④分析數(shù)據(jù)缺失，需提高準確性：研發(fā)設(shè)計軟件使用過程中無數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析，易造成過度投資，急需引進先進軟件模塊來實現(xiàn)此功能，為后續(xù)軟件投資提供決策支持。

基于以上分析，BOE研發(fā)組織急需搭建面向研發(fā)設(shè)計軟件License資源共享云平臺，以適應(yīng)研發(fā)設(shè)計軟件資源優(yōu)化搭配共享，并為研發(fā)提供易用、高效、低成本的信息服務(wù)系統(tǒng)。

2 平臺實現(xiàn)的關(guān)鍵模塊及架構(gòu)

2.1 平臺需求

實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計軟件License資源共享平臺，需符合以下幾點。

①打破網(wǎng)絡(luò)限制，實現(xiàn)跨產(chǎn)線研發(fā)繪圖室互通，并實施策略管控，將各產(chǎn)線研發(fā)繪圖室，從各屬地辦公區(qū)網(wǎng)絡(luò)中單獨劃分VLAN管理，單獨劃分確定的號段通過VPN防火墻進行管控，做好訪問策略，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全。

②建立統(tǒng)一用戶域管理平臺，實施權(quán)限管控：通過AD域控和Nis服務(wù)模式，搭建統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)，實現(xiàn)Linux及Windows系統(tǒng)軟件的管理，統(tǒng)一用戶標準命名，以便于問題的處理及追溯。

③提升用戶體驗：平臺的進入界面需友好易用，以實現(xiàn)完善的研發(fā)設(shè)計軟件License管理和調(diào)度功能，并且易于配置和擴展。

④實時監(jiān)控軟硬件資源使用情況，設(shè)置資源的預(yù)留、使用優(yōu)先級等，并對歷史數(shù)據(jù)進行分析，獲得采購決策及費用分攤方式。

2.2 關(guān)鍵模塊

（1）Platform LSF

高性能計算[2]領(lǐng)域的集群管理系統(tǒng)，是整個研發(fā)設(shè)計軟件License調(diào)度共享方案基礎(chǔ)。支持Uinx、Linux和Windows計算環(huán)境，滿足研發(fā)軟件種類及操作系統(tǒng)多樣性的需求?？商峁┛煽康募汗芾怼碗s的作業(yè)管理及調(diào)度功能，并具備大規(guī)模并行計算的能力，可有效提高大型計算任務(wù)的資源利用率。

（2）Platform License Scheduler

專門用于研發(fā)設(shè)計軟件License許可證調(diào)度，是整個方案的核心。License Scheduler提供許可證使用份額控制、許可證所有權(quán)控制和許可證搶占等一系列先進調(diào)度管理功能，從而確保許可證使用的合理化、最優(yōu)化，幫助用戶獲得投資建議及最大的投資回報。

（3）Platform Application Center

PAC提供可定制的、簡單易用的Web Portal，通過與LSF及應(yīng)用軟件的集成，最終用戶可通過Web方式統(tǒng)一使用資源，簡化用戶使用的復雜性，提升整個管理平臺的安全性和可管理性。

（4）Platform RTM

Platform RTM是IBM LSF環(huán)境的操作儀表板，可提供綜合的工作負載監(jiān)控、報告和管理，并且還可提供完整的集成監(jiān)控工具，可監(jiān)控用戶和軟件License資源使用情況等，并能產(chǎn)生相應(yīng)的簡單圖標。

（5）Platform Explorer

Platform Explorer是LSF家族全新開發(fā)的輕量級統(tǒng)計、分析工具?？膳c研發(fā)設(shè)計軟件License Server及其他數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、生成圖形化報表定制，對軟件管理部門統(tǒng)計采購規(guī)劃、采購費用分攤比例及策略優(yōu)化等提供幫助和支持。

2.3 架構(gòu)及原理

結(jié)合BOE研發(fā)業(yè)務(wù)實際需求，完成定制研發(fā)設(shè)計軟件License共享平臺整套實現(xiàn)架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 軟件License資源共享平臺實現(xiàn)架構(gòu)

實現(xiàn)原理如下：

①建立統(tǒng)一的用戶域控管理服務(wù)器，可由管理員根據(jù)統(tǒng)一賬戶規(guī)則建立使用研發(fā)設(shè)計軟件用戶。用戶登錄電腦后，進入PAC Portal界面，這里已經(jīng)將專業(yè)研發(fā)軟件跟LSF共享系統(tǒng)進行集成，并設(shè)置了開啟權(quán)限，點擊軟件圖標，執(zhí)行軟件開啟動作；

②調(diào)度平臺LSF收到需求后，會診斷需求種類，是License需求還是硬件資源需求[3]；

③若為許可證需求，則會將任務(wù)交給LS調(diào)度服務(wù)器進行處理；

④LS執(zhí)行不同地方研發(fā)設(shè)計軟件License Server檢查，判斷是否滿足本軟件的合法授權(quán)信息，有無合適的License可以使用[4]；

⑤~⑧若有多人同時提出需求，會根據(jù)預(yù)設(shè)優(yōu)先級原則進行執(zhí)行，拿到License之后，研發(fā)設(shè)計軟件即可開啟；

⑨研發(fā)設(shè)計軟件在實時使用過程中，使用信息可通過RTM模塊進行展示，展示每個License模塊使用人，登錄電腦的主機名，切入時間、硬件CPU/內(nèi)存等信息；

⑩ 最終通過Explorer來展現(xiàn)軟件License資源月度、季度和年度的使用信息，以分析軟件資源使用度。

3 成果及價值體現(xiàn)

3.1 資源共享角度，提升效率

新產(chǎn)線可直接使用平臺中已有軟件資源，無需重復采購，節(jié)約投資成本；降低了單產(chǎn)線軟件宕機的風險，一旦局部宕機，可借用平臺內(nèi)資源，不影響正常設(shè)計；活用研發(fā)設(shè)計軟件資源，設(shè)計任務(wù)緊且License不足的前提下，平臺會自動推送閑置License，滿足工程師需求，提高工作效率。軟件License資源共享平臺應(yīng)用實例如圖2所示。

圖2 軟件License資源共享平臺應(yīng)用實例

3.2 實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計軟件License的實施監(jiān)控

實時監(jiān)控平臺內(nèi)研發(fā)設(shè)計軟件使用情況，包含：①License信息：如License總數(shù)及有效期等；②各現(xiàn)地License Server的運行狀況，若有異?？商崆斑M行恢復處理；③可監(jiān)控到占用License的現(xiàn)地及個人，便于在過程中進行協(xié)調(diào)以及把控。

3.3 實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計軟件License的使用信息分析

經(jīng)過對平臺監(jiān)控到的歷史數(shù)據(jù)進行分析，查詢各現(xiàn)地、各軟件及各月份License使用數(shù)量，可判斷每個現(xiàn)地對License的需求度，做到軟件投資有據(jù)可依，如圖3所示。從管理角度分析，定制了20多種不同維度的管控及查詢表單，包含License使用數(shù)、使用率、使用時長及本異地借用情況等。

圖3 License的使用信息分析系統(tǒng)

選其中“License使用數(shù)”進行分析，其原理為將每天的24 h分成不同的統(tǒng)計時段，定期對License服務(wù)器進行檢查，最后再執(zhí)行使用數(shù)據(jù)的聚合，即可得到對使用數(shù)的統(tǒng)計及衡量?？倲?shù)為軟件采購的實際數(shù)值，峰值使用數(shù)是不同統(tǒng)計時段中獲取到的License最高使用值，平均使用數(shù)是對使用數(shù)據(jù)進行分析后聚合而成。鑒于系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計軟件數(shù)據(jù)保密，取常用的3款軟件，可知A和C軟件使用度較高，可考慮追加采購，B軟件使用度較低，可通過License共享平臺共享使用，近期不建議追加采購。

圖4 具體X研發(fā)設(shè)計軟件License使用情況分析

針對A研發(fā)設(shè)計軟件，可具體確認月度峰值使用數(shù)及平均使用數(shù)，如表1所示。再根據(jù)平臺中BOE各個現(xiàn)地（B1、B2等）對License使用度的統(tǒng)計，如表2所示，確認使用頻度高低，也為后續(xù)采購的費用分攤提供依據(jù)。

表1 A研發(fā)設(shè)計軟件不同月份峰值與使用度對比

表2 A研發(fā)設(shè)計軟件在不同現(xiàn)地的使用數(shù)對比

除使用數(shù)之外，還可以從使用率、使用時長及借用關(guān)系等多維度進行分析，為采購研發(fā)設(shè)計軟件提供可靠數(shù)據(jù)支持，也為軟件采購費用分攤比例提供支持。

3.4 管理角度價值體現(xiàn)節(jié)省投資金額

根據(jù)研發(fā)設(shè)計軟件License平臺的使用數(shù)據(jù)分析，建立了軟件采購管理方案，明確了研發(fā)設(shè)計軟件采購評估原則。同步跨現(xiàn)地成立專門應(yīng)對研發(fā)設(shè)計軟件需求檢討、分析和采購組織，極大提升工作效率，降低投資成本。2017年實際數(shù)據(jù)分析顯示，預(yù)計采購16款軟件，共42個License，總投資約人民幣1 800萬元，經(jīng)平臺數(shù)據(jù)分析，建議優(yōu)先共享使用，減少采購比例，最終預(yù)計采購5款軟件約15個License，建議投資450萬元，節(jié)省投資高達75%，如表3所示。

表3 管理角度價值體現(xiàn)-投資節(jié)省

4 結(jié)束語

本文引進IBM LSF先進管理理念，結(jié)合基于半導體顯示制造企業(yè)BOE實際情況，完成研發(fā)設(shè)計軟件License平臺的搭建，圓滿實現(xiàn)了預(yù)期目標，提升軟件資源使用度，實時監(jiān)控License使用數(shù)據(jù)；可展示分析研發(fā)設(shè)計軟件License資源多維度使用信息，為研發(fā)設(shè)計軟件采購數(shù)據(jù)及費用分攤提供依據(jù)。但硬件調(diào)度方面還需進一步調(diào)研，完善BOE內(nèi)部硬件基礎(chǔ)部署，發(fā)揮LSF在硬件資源調(diào)度方面的優(yōu)勢[5-6]，建立統(tǒng)一集群，實現(xiàn)軟硬件的統(tǒng)一調(diào)度及資源共享，有效利用閑置資源，實現(xiàn)分布式計算[7]，提升資源使用效率建立有BOE特色面向研發(fā)設(shè)計的資源共享云平臺[8]。

[1]Zhou S,Zheng X,Wang J,et al.Utopia:A Load Sharing Facility for Large,Hterogeneous Distributed Computer Systems[J].Software-Practice and Experience,1993,23(12):1305-1336.

[2]宋安軍,彭勤科,胡保生.并行計算模型在集群環(huán)境下的適應(yīng)性[J].計算機工程,2003,29(18):4-5.

[3]王濤.基于LSF的集群管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微電子學與計算機,2005,22(7):73-75.

[4]付偉,肖儂,盧錫城.網(wǎng)格環(huán)境中基于浮動License的軟件資源共享[J].計算機工程與科學,2008(8):120-123.

[5]戈瑞錄,胡飛,奚水清,等.基于LSF集群系統(tǒng)的分布式并行計算[J].測控技術(shù),2006,25(7):53-55.

[6]侯正雄,周興社,王云嵐.網(wǎng)格環(huán)境中面向按需服務(wù)的軟件license管理方法[J].華中科技大學學報,2007,35(10):140-143.

[7]蔣發(fā)群,李錦濤,蘇曉麗,等.基于領(lǐng)域本體的軟件資源共享研究[J].計算機集成制造系統(tǒng),2008,14(1):146-172.

[8]王云霞,邱勝海,王志亮.面向服務(wù)的制造新模式—云制造研究綜述[J].現(xiàn)代制造工程,2013(3):124-128.