陳 源，任少波

（航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，四川成都 610091）

0 引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，云計(jì)算已成為企業(yè)主要的信息基礎(chǔ)設(shè)施而得到廣泛應(yīng)用。云計(jì)算技術(shù)通過(guò)虛擬化技術(shù)，幫助企業(yè)把服務(wù)器虛擬化。企業(yè)無(wú)須采購(gòu)和部署服務(wù)器硬件，就可以購(gòu)買和定制虛擬服務(wù)器。其次，以硬盤為代表的存儲(chǔ)器也被云計(jì)算提供的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器虛擬化，操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件也被直接配置和部署在云端遠(yuǎn)程虛擬服務(wù)器上；桌面云技術(shù)的出現(xiàn)把用戶桌面也虛擬化，使桌面應(yīng)用軟件與客戶端實(shí)現(xiàn)了物理分離。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了全世界人與人之間的連接通信。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了物與物的連接。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人、物和數(shù)據(jù)之間的連接，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的更高層次。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP（簡(jiǎn)稱“工業(yè)APP”）的應(yīng)用使用戶可以不僅僅使用PC終端，而且能用任何可以連接到桌面云的終端（如智能手機(jī)、平板電腦等）獲得與計(jì)算機(jī)終端相同的使用體驗(yàn)。桌面云與工業(yè)APP的集成應(yīng)用將逐漸成為工業(yè)界軟件開(kāi)發(fā)和使用的主流選擇。

1 桌面云

1.1 云計(jì)算

傳統(tǒng)企業(yè)的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)配置往往需要一個(gè)專門的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)負(fù)責(zé)大量的硬件采購(gòu)、軟件安裝、環(huán)境配置、應(yīng)用測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)、系統(tǒng)更新等一系列基礎(chǔ)工作。當(dāng)業(yè)務(wù)軟件數(shù)量大、更新迭代快時(shí)，企業(yè)需要一個(gè)龐大的IT部門來(lái)負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作。這產(chǎn)生企業(yè)運(yùn)行成本高、響應(yīng)不及時(shí)等問(wèn)題。中小企業(yè)配設(shè)一個(gè)龐大的IT部門十分困難。云計(jì)算技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為企業(yè)提供各種計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，并且企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際情況訂購(gòu)云上資源，并按使用量情況付費(fèi)。計(jì)算和存儲(chǔ)資源使用被精確量化，企業(yè)可以像使用自來(lái)水一樣使用云資源，按需使用，按量計(jì)費(fèi)。

云計(jì)算的核心技術(shù)是虛擬化技術(shù)。虛擬化技術(shù)把各種計(jì)算和存儲(chǔ)資源，如處理器、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、軟件等進(jìn)行虛擬化［1］。利用虛擬化技術(shù)可以在一臺(tái)云服務(wù)器上虛擬出多個(gè)獨(dú)立的操作系統(tǒng)平臺(tái)，供多個(gè)用戶同時(shí)使用，即多個(gè)企業(yè)用戶可以共享一臺(tái)服務(wù)器資源而互不干涉。虛擬化技術(shù)通過(guò)對(duì)各種資源（如服務(wù)器、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)等）進(jìn)行抽象，用一臺(tái)云服務(wù)器構(gòu)建出多臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的主機(jī)系統(tǒng)。一個(gè)完整的虛擬主機(jī)一般由硬件、虛擬機(jī)監(jiān)視器和虛擬機(jī)3個(gè)部分構(gòu)成。在傳統(tǒng)的主機(jī)環(huán)境里，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)與硬件交互，應(yīng)用軟件通過(guò)與操作系統(tǒng)交互調(diào)度硬件資源。在虛擬主機(jī)系統(tǒng)里，虛擬機(jī)監(jiān)視器負(fù)責(zé)與真實(shí)的服務(wù)器硬件打交道，并為上層的虛擬機(jī)構(gòu)建出一套虛擬的硬件資源。在一個(gè)完全虛擬化的主機(jī)系統(tǒng)中，客戶操作系統(tǒng)可以如同在一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)上一樣被安裝和運(yùn)行，此時(shí)虛擬機(jī)完全等同于一臺(tái)真實(shí)存在的普通計(jì)算機(jī)硬件，各種應(yīng)用軟件的安裝和使用和傳統(tǒng)PC完全一樣。

1.2 桌面云

桌面云又稱為云桌面，它使用虛擬化技術(shù)把通常需要在本地安裝使用的計(jì)算機(jī)桌面在云端虛擬化實(shí)現(xiàn)［2-3］。桌面云將計(jì)算機(jī)桌面與計(jì)算機(jī)終端硬件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分離，所有的用戶桌面配置信息全部都在云端服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。云端服務(wù)器為所有桌面云用戶分配和設(shè)置定制化的桌面系統(tǒng)。用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用個(gè)人定制的桌面云，從使用體驗(yàn)上，用戶感覺(jué)不出桌面云和本地桌面系統(tǒng)之間的差異。桌面云技術(shù)改變了傳統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)桌面系統(tǒng)的安裝和部署方式，跨越了傳統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)桌面的空間限制，增強(qiáng)了桌面使用的時(shí)間靈活性，提高了桌面系統(tǒng)的安全性。服務(wù)器虛擬化和桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議是實(shí)現(xiàn)桌面云的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。服務(wù)器虛擬化技術(shù)模糊了傳統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)的硬件界限，使一臺(tái)服務(wù)器可以同時(shí)配置多個(gè)類型相同或不同的操作系統(tǒng)，并能保證各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾。雖然共享一臺(tái)服務(wù)器，但各個(gè)虛擬主機(jī)系統(tǒng)的安裝、升級(jí)、卸載甚至崩潰并不影響其他系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。用戶從使用體驗(yàn)上完全感覺(jué)不到其他主機(jī)系統(tǒng)用戶的存在，仿佛是獨(dú)享云端服務(wù)器硬件。服務(wù)器虛擬化技術(shù)把組成計(jì)算機(jī)的所有硬件資源，如處理器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)配置變?yōu)榭梢粤炕芾砗驼{(diào)配的計(jì)算機(jī)資源，完全顛覆了傳統(tǒng)的PC機(jī)運(yùn)行模式。用戶只要有網(wǎng)絡(luò)和上網(wǎng)終端就能靈活獲得強(qiáng)大的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，再也不用為辦公地點(diǎn)的變化而重新購(gòu)買或搬移各種PC機(jī)和服務(wù)器硬件。同時(shí)，服務(wù)器虛擬化把計(jì)算機(jī)的各種硬件資源如處理器、內(nèi)存、硬盤等轉(zhuǎn)換為可以使用按需進(jìn)行定制或者調(diào)配的虛擬化資源，極大提升了硬件使用效率和管理維護(hù)的便利性。實(shí)現(xiàn)桌面云的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議。通過(guò)遠(yuǎn)程桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議，運(yùn)行在云端服務(wù)器上的虛擬機(jī)桌面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)被傳輸?shù)接脩粼L問(wèn)終端，用戶在遠(yuǎn)程就能直接操作云端虛擬機(jī)上的云桌面。用戶在使用體驗(yàn)上感覺(jué)不到與使用本機(jī)計(jì)算機(jī)桌面的差異。遠(yuǎn)程桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議保證了虛擬桌面的快速和安全訪問(wèn)，保證了用戶使用體驗(yàn)。桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議實(shí)現(xiàn)了云端服務(wù)器上的虛擬機(jī)桌面與用戶之間的直接連接。遠(yuǎn)程用戶的各種操作和輸入信息進(jìn)行壓縮、加密和打包后按照桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議要求傳輸給云端虛擬機(jī)，同時(shí)云端虛擬機(jī)上的各種業(yè)務(wù)軟件的計(jì)算結(jié)果或者各種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)同樣經(jīng)過(guò)壓縮、加密和打包后經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)給用戶。

2 工業(yè)APP

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP是運(yùn)行在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上，運(yùn)用工業(yè)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)滿足特定工業(yè)需求的應(yīng)用軟件，是工業(yè)軟件應(yīng)用的最新成果［4］。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)定位為操作系統(tǒng)，工業(yè)APP定位為應(yīng)用程序。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為工業(yè)APP提供必要的環(huán)境支持，工業(yè)APP支撐了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)智能化應(yīng)用，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的價(jià)值出口［5］。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建一個(gè)新的工業(yè)知識(shí)體系（創(chuàng)造體系、交易體系、傳播體系、應(yīng)用體系），有力改善了工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的影響范圍和領(lǐng)域。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具有顯著的軟件定義特征，平臺(tái)功能完善與否、用戶多少都與軟件息息相關(guān)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，利用人員、機(jī)器、數(shù)據(jù)的全方位連接，覆蓋生產(chǎn)過(guò)程的全部要素，并助推造就了新的工業(yè)生產(chǎn)流程，正成為工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵依托、重要途徑、全新生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三要素是人、數(shù)據(jù)、機(jī)器。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)，就是通過(guò)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，把各種制造設(shè)備、生產(chǎn)線、工人甚至整個(gè)工廠、存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)、產(chǎn)品和設(shè)備供應(yīng)商以及銷售客戶都有效地連接在一起，共享工業(yè)生產(chǎn)全流程的各種要素資源，使其數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、智能化，從而提升效率和降低成本。工業(yè)軟件呈現(xiàn)出微型化、平臺(tái)化、智能化、云計(jì)算化等變革趨勢(shì)。傳統(tǒng)工業(yè)軟件在體系架構(gòu)、功能集成、開(kāi)發(fā)成本、應(yīng)用維護(hù)方面的一些不足逐漸難以適應(yīng)發(fā)展需求。

工業(yè)APP是工業(yè)軟件發(fā)展的新形態(tài)，在軟件架構(gòu)、開(kāi)發(fā)定位、開(kāi)發(fā)方式、集成顆粒度、通用性、面向場(chǎng)景等方面與傳統(tǒng)工業(yè)軟件存在不同。工業(yè)APP一般具有智能化、小型化、便捷化、可定制、可復(fù)用等特點(diǎn)。而且各種工業(yè)APP能夠在邏輯和功能上進(jìn)行交互使用，以應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的難題，解決工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)、部署和使用的困難。同時(shí)，工業(yè)APP還能較好地提高工業(yè)企業(yè)研發(fā)、制造、生產(chǎn)、服務(wù)與管理水平以及工業(yè)產(chǎn)品使用價(jià)值。工業(yè)APP能夠促進(jìn)知識(shí)挖掘、傳播，激發(fā)萬(wàn)眾參與、普惠全民受益，是發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)的新舉措。工業(yè)APP需要面對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全生命周期，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、產(chǎn)品使用、設(shè)備保障、產(chǎn)品交易、產(chǎn)品服務(wù)等眾多的場(chǎng)景需求，把工業(yè)生產(chǎn)中的各種經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)都集成到軟件中。其本質(zhì)是企業(yè)知識(shí)和技術(shù)訣竅的模型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和軟件化，能夠有效促進(jìn)知識(shí)的顯性化、公有化、組織化、系統(tǒng)化，極大地便利了知識(shí)的應(yīng)用和復(fù)用。工業(yè)APP承載了人類在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的各種技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算和區(qū)塊鏈等使得工業(yè)技術(shù)更加模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、軟件化，形成分布在各行各業(yè)的工業(yè)APP。工業(yè)生產(chǎn)和軟件技術(shù)的深度融合會(huì)促進(jìn)工業(yè)APP的工業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用，并成為工業(yè)生產(chǎn)中不可獲取的重要組成部分。

工業(yè)生產(chǎn)不但決定了人類物質(zhì)生活的質(zhì)量，也極大滿足了人類對(duì)精神生活的需要。隨著工業(yè)APP日益成為世界工業(yè)的核心生產(chǎn)力，工業(yè)APP將成為工業(yè)獲取人類社會(huì)對(duì)物質(zhì)資料需求的紐帶，也成為工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)人類社會(huì)的橋梁。工業(yè)APP是面向工業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用軟件。工業(yè)APP可以針對(duì)不同的工業(yè)場(chǎng)景，根據(jù)各種工業(yè)制造需求的不同，圍繞場(chǎng)景分析與建模、開(kāi)發(fā)與使用進(jìn)行應(yīng)用。工業(yè)APP針對(duì)生產(chǎn)和制造領(lǐng)域的問(wèn)題痛點(diǎn)有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)，從而成為工業(yè)軟件應(yīng)用的新趨勢(shì)［6］。

3 典型集成應(yīng)用

桌面云的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)桌面實(shí)現(xiàn)方式，工業(yè)APP的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)模式。桌面云與工業(yè)APP的集成應(yīng)用使得工業(yè)軟件更好地具備了虛擬化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化特征，深刻影響了工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高了便捷性、移動(dòng)性，提升了運(yùn)行效率。

目前桌面云與工業(yè)APP的集成已在多個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用，尤其在研發(fā)環(huán)節(jié)融合創(chuàng)新能力較強(qiáng)。在航空領(lǐng)域，桌面云與工業(yè)APP的集成將發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)所需要的各種設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及各種軟件系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，開(kāi)發(fā)出用于發(fā)動(dòng)機(jī)總體、流道、結(jié)構(gòu)以及控制、機(jī)械等各種工具包，把整個(gè)研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程可視化，極大提高了研發(fā)效率，改善了工作規(guī)范。設(shè)備監(jiān)控管理領(lǐng)域有眾多桌面云與工業(yè)APP的集成應(yīng)用，如優(yōu)化工作流程，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行及時(shí)預(yù)警、有效管理生產(chǎn)任務(wù)等，這類集成應(yīng)用主要利用歷史記錄數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)的各種流程進(jìn)行優(yōu)化，預(yù)測(cè)設(shè)備剩余壽命，并能對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果與時(shí)間進(jìn)行反饋比較，提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。生產(chǎn)車間根據(jù)刀具工作記錄數(shù)據(jù)評(píng)估其磨損情況，并對(duì)刀具更換做出預(yù)警，優(yōu)化機(jī)床運(yùn)行維護(hù)策略。鋼鐵企業(yè)利用該集成技術(shù)把生成過(guò)程可視化，并采用人工智能方法進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)檢，既減少了人工費(fèi)又提高了檢測(cè)效率。在交通領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)的高鐵故障預(yù)測(cè)與健康管理系統(tǒng)，將基礎(chǔ)特征和選定的原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行知識(shí)挖掘、模型開(kāi)發(fā)和決策支持，通過(guò)工業(yè)APP與桌面云的集成使得軌道交通系統(tǒng)提高了運(yùn)行效率，并極大提升了準(zhǔn)確率。

通用公司利用工業(yè)APP和桌面云技術(shù)為航空發(fā)動(dòng)機(jī)和醫(yī)療設(shè)備等高端裝備開(kāi)發(fā)的全生命周期管理集成平臺(tái)Predix，能為用戶提供各種應(yīng)用業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)環(huán)境，提供各類軟件服務(wù)，打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。蘋果公司和通用公司合作使得眾多集成應(yīng)用用戶可以用iPhone或iPad使用Predix平臺(tái)獲得預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和分析資料。西門子公司開(kāi)發(fā)的相關(guān)平臺(tái)可以為企業(yè)提供各種數(shù)字化生產(chǎn)服務(wù)，包括能源管理、資源優(yōu)化以及各種預(yù)維護(hù)等，覆蓋工程生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，有效降低設(shè)備故障發(fā)生率，提升了工廠生產(chǎn)效率。桌面云與工業(yè)APP的集成應(yīng)用必將在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，徹底改變傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式，極大提高工業(yè)生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

桌面云是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)桌面的云計(jì)算實(shí)現(xiàn)方式，用虛擬技術(shù)和桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議讓用戶可以像使用本地計(jì)算機(jī)桌面一樣操作云端虛擬機(jī)上的桌面。我國(guó)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度不斷提高，積累了大量數(shù)據(jù)資源、知識(shí)資源、軟件等，相關(guān)產(chǎn)業(yè)綜合實(shí)力持續(xù)增強(qiáng)，大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿領(lǐng)域發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，為我國(guó)工業(yè)APP發(fā)展奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。桌面云與工業(yè)APP的集成應(yīng)用將改變傳統(tǒng)工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)和部署方式，使其具備靈活性、便捷性、移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)。