中小型工业企业互联网云平台搭建研究

【摘  要】工业是国民经济发展的根基，在工业企业的运行体系中，实现自身与互联网技术的深度融合，推动生产管理方式变革，是助推工业经济高质量发展的重要保障。工业企业与互联网的深度融合，离不开云平台的支撑。论文从中小型工业企业互联网云平台搭建的意义出发，阐述云平台的搭建需求、总体架构、具体搭建形式和测试要求，说明云平台搭建的关键技术，以此为相关研究提供参考，为推动中小型工业企业朝云化方向转型提供理论支撑。

【关键词】中小型企业；工业企业；互联网；云平台

【中图分类号】F276.3；F49；TP393                                             【文献标志码】A                                                 【文章編号】1673-1069（2023）06-0139-03

1 引言

云平台是指以计算、网络和存储为实现形式，以硬件和软件资源为实现载体，满足用户云化运行需求的服务模式。相对于传统的信息网络服务体系而言，云平台具有计算能力强、信息存储和传输能力强、覆盖范围广、应用便利等特征。就中小型工业企业而言，搭建满足生产运营管理需要的云平台，实现各方面数据的云化运行，是实现高质量发展的基本要求。

2 中小型工业企业互联网云平台搭建的意义

2.1 融入数字经济体系的基本路径

数字经济已经成为工业产业生产力水平提升的关键支撑，成为工业生产转型的重要推动力。就中小型工业企业而言，积极融入数字经济体系，实现生产管理的数字化转变，能够切实改变传统生产模式效率低下、信息管理不畅等方面的问题，提升企业的经济效益水平。云平台是数字经济最为主要的应用形式之一，结合企业生产管理的实际情况，构建完善的云平台运行体系，能够实现传统生产管理与数字经济体系的有效对接，能够更为高效地解决生产管理活动中的问题，通过与上下游企业的多元化沟通，形成更为高效的信息传输体系，提升产品设计和生产的针对性，满足客户群体的多元化需求[1]。基于数字经济的有效驱动，能够更好地推动中小型工业企业朝现代化方向转型，为我国工业经济发展起到良好的促进作用。

2.2 优化生产管理方式的重要保障

中小型工业企业的生产管理具有流程短、技术简单等特征，但是生产作业流程受上游原材料供应稳定性、下游产品需求类型多样化等因素的影响较为显著。基于以云平台为载体的新型管理方式，不仅能够实现企业内部各个部门、各个岗位信息沟通效率的提升，还能够基于生产设备运行数据的大数据分析，准确预测和评估生产运营中的问题，在切实满足市场和客户需求的基础上，优化传统生产管理方式，推动生产管理朝向精细化方向发展，为提升企业生产水平和经济效益提供坚实保障[2]。基于云平台的生产管理方式优化，能够有效消除传统模式中存在的成本材料浪费过多、生态环境污染严重等方面问题，推动中小型企业向绿色低碳循环、高质量发展方向转型，为企业可持续发展提供坚实保障，为我国工业经济创新发展提供有力支持。

2.3 创新企业商业模式的重要载体

在当前工业品市场竞争不断加剧、企业经营环境更加复杂的背景下，构建以互联网云平台为基本支撑的创新型商业模式，是实现中小型工业企业创新发展的重要保障。在互联网云平台的运行体系中，能够利用生产过程中的原材料价格分析、性能参数分析、生产能耗分析，销售过程中的成本和效益分析等，更加准确地把握市场变化动态，能够实现对市场变化趋势的精准评估，为后续生产管理的调整优化提供准确参考[3]。基于云平台实现客户群体的沟通和拓展，在精准分析客户需求的基础上，评估企业自身的生产及创新能力，更好地满足客户的定制化需求。通过多元化的服务方式，能够推动工业企业由传统的被动发展模式转变为主动探索模式，更为精准地把握市场机会，实现企业的突破性发展[4]。通过商业模式的创新，能够更好地激发工业产业的创新力，利用云平台推动产业链由原本的线状结构转变为网状结构，形成良好的创新驱动模式，为我国经济社会高质量发展提供有效驱动力。

3 云平台的需求分析和总体架构

3.1 功能需求

中小型工业企业在我国工业体系中占比最大、覆盖产业类型最为广泛，是生产生活中各种工业品生产的主体。基于中小型工业企业生产运行的特征，云平台的搭建需要满足如下方面的功能需求：第一，生产管理，这是云平台搭建的核心内容，包括库存、生产效率、生产方式、生产技术、报表统计、能源利用等多个方面；第二，产业链管理，主要包括上游材料采购、供应、运输及库存管理，下游销售及新客户开发等多个方面；第三，企业内部信息共享，以内部控制为核心，实现各方面信息在运营管理层面的流通交互，有效提升企业整体运营效率；第四，人力资源管理，人是工业生产活动的主体，优化人力资源管理体系，实现人力资源效能的最优化发挥，是云平台应当具备的基本功能；第五，架构需求，要能够满足各种类型业务的处理请求和快速响应需求，能够实现服务器的高效运行，便于各方面用户在各种场景下的高效使用。

3.2 非功能需求

非功能需求是指云平台自身安全稳定运行所需要具备的基本功能，具体可以细分为如下方面内容：第一，性能需求，即满足用户访问和管理需求所应当具备的基本性能水平，同时，要确保性能合理性，避免由于性能过高造成明显冗余的现象。性能需求主要包括响应时间、并发量、容灾性等几个方面，在并发量方面，应当留出后期增加入口。第二，用户访问权限，应当基于分级分权管理原则，设定不同用户的操作权限，有效避免越权访问导致的信息安全问题。第三，安全可靠性，应当确保云数据机房中各个虚拟机的独立性，选用安全可靠的操作系统，并选择合适的云安全防护技术。第四，数据存储和传输安全技术，应当采用多层次云备份策略，利用定期备份、异地备灾等方式，确保数据存储安全。同时，在数据传输过程中，要选择合适的加密技术，在系统前端和后台通信环节，实现对数据的编码解码处理，确保数据传输中不会出现外部入侵导致的丢失和篡改等问题。第五，应用服务，需要满足工业企业各种生产运营管理数据的高并发、高访问需求，确保服务端能够在限定时间范围内，实现数据信息的有效处理。对于超出处理能力的请求包，应当先告知客户端服务器资源紧张，在丢弃后让客户选择其他服务器发起调用，提升云数据处理效率。

3.3 总体架构设计

在当前的网站架构体系中，主要有单一部署架构、垂直部署架构、分布式服务架构和流动计算架构等多种方式[5]。基于中小型工业生产管理的特征和不同架构方式的运行特征，通常采用分布式服务架构的方式进行总体设计。针对中小型工业企业云平台的运行需求，总体架构应当包括如下分层：第一，网络通信层，所选择的技术类型应当便于代码开发；第二，协议层，主要是发挥解释翻译RSF数据包的作用，能够实现多种形式的数据包传输；第三，请求响应层，能够将每次调用请求对象化为一个Request对象，将调用结果封装为Response对象；第四，调度层，能够满足本地RDF服务注册、远程传输对象序列化管理及企业运营管理调整后所需要的复杂功能；第五，接口层，包括企业、供应链及消费者等各个群体的业务系统接口。

4 云平台的具体搭建和测试

4.1 系统功能模块设计

中小型工业企业的生产管理是以实现生产资料合理利用，库存、生产与销售协同，绿色生产等高质量发展目标为基本导向的，因此，云平台系统的总体架构应当包括如下几个组成部分：第一，系统管理模块，这是云平台运行管理的基础组成部分，第一个注册的管理员主要负责企业各方面业务的管理，要能够实现对各个方面用户的导入和划分，能够依照企业组织架构设计后续模块内容，能够优化图形化、可视化操作页面，满足各个岗位在云平台上的便利操作要求。后台管理应当具备用户管理、组织管理、权限管理、日志管理等各个方面。第二，生产管理模块，主要包括材料的采购、调配，生产效率、生产能耗管理等各个方面，同时，应当具备良好的数据分析能力，便于管理层面实现对生产流程的系统性监管。第三，沟通模块，包括企业内部不同层级、不同岗位工作人员的单聊、群聊、视频和语音会议、企业通讯录、企业内部成员邀请等功能。第四，行政模块，主要包括移动考勤、审批流程、公告通知、员工档案等功能。第五，工作模块，主要包括任务协作、企业文库、周报日报、运维检修报告等功能。第六，销售模块，主要包括客户管理、销售业绩、营销方案制定和执行等功能。

4.2 系统数据库设计

系统数据库是组织、存储和管理数据的“仓库”，能够满足管理层、员工层的生产和销售数据分析需求，也是后续智能化分析的基础。系统数据库首先要合理确定系统管理表，之后依据系统功能模块，合理优化生产管理、沟通、行政、工作、销售等各个模块运行所需要的表格，将对应的表格进行关联，以此不仅能够实现数据信息共享，还能够有效提升生产管理效率，满足远程管理需求，实现制度的刚性管理与人性化管理的有效结合。

4.3 服务接口设计

云平台的运行需要满足信息在生产管理和用户扩展等各个方面的需求，需要根据中小型工业企业管理体系的调整，实现系统层面的优化。因此，服务接口设计应当满足如下方面的功能需求：第一，数据高效传输需求，系统在接收请求调用后，能够在客户端形成接口，在加工转换后，以消息形式传输至远程机器，并由远程机器重新转化，在调用处理完毕后，反馈给客户端。请求响应过程不会影响业务系统本身运行，并且能够实现多个数据并发调用。第二，高并发设计，在遇到客户端不间断式发起请求的高并发状态下，要求服务器能够具备较好的抵御能力，需要根据处理能力判断接收状态，如出现需要丢弃超出承受能力请求包的情形，需要先向客户端告知服务器资源紧张，让客户端选择其他服务器调用。第三，接口协议，选择合适的通信协议，实现电脑端、手机端与服务器的安全通信，在每次通信时都进行签名验证，避免数据在传输过程中出现被篡改的现象[6]。

4.4 系统功能测试

系统功能测试的目的主要是验证电脑与手机端的功能是否一致、是否完善，在进行测试时，需要根据模块设计，验证所有功能，直至所有基本功能都达到运行要求，系统能够实现对所有用户操作的保存和提交，能够有效满足日常使用需求。

4.5 系统性能测试

为确保云平台系统能够长期保持良好的运行状态，能够实现对所有生产和管理信息的有效衔接，在系统功能测试完成后，需要进行如下方面的测试：第一，稳定性测试，在正常使用一个月内，要求系统不会出现无法访问的情况；第二，数据量测试，在系统正常使用一个月后，评估系统空间占有比和扩展性；第三，并发测试，测试服务器能够支持多少用户同时在线，并利用请求访问测试服务器的并发性能。根据测试结果分析云平台运行中的问题，并进行优化调整，直至所有性能都能够满足生产管理要求。

5 云平台搭建的关键技术

5.1 机理模型库

中小型工业企业互联网云平台的搭建，虽然不需要类似于大型工业企业互联网云平台搭建与运行所需的复杂架构，但是在监测数据不断增加、逐渐朝智能化管理方向转型的背景下，需要在云平台中增加故障诊断功能，通过机器学习模型的应用，实现对设备运行状态的精准评估，确保云平台功能更加完善，充分发挥数据智能分析的作用。以生产电机设备的中小型工业企业为例，产品性能和运行状况不仅影响企业自身的运行可靠性，同时，对应用场景系统的生产稳定性具有显著的影响。因此，在云平台中，可以利用机理模型库，搭建机器学习、状态评估、寿命预测、能效评估、数据技术、故障诊断等模块[7]，利用成熟的机器学习算法进行大数据训练，得到产品的相关模型。在生产作业管理中，将实时数据输入训练好的模型，能够利用相关数据准确预测设备的运行状态、剩余寿命、能效优化方法、故障等情况，利用云平台实现与用户之间的沟通，能够便于客户调整生产和设备运维方案，有效提升生产管理的合理性，提高客户生产的经济效益水平。

5.2 云计算技术

云计算技术是云平台得以高效、稳定运行的关键性技术。中小型工业企业互联网云平台项目需要布置在云服务器上，依照动态需求分配资源，利用微服务器架构实现云计算。云计算的实现，主要是利用云组态工具，根据实时采集的数据进行分析，实现设备状态评估、故障诊断等功能，并在处理完成后，将分析结果返回给用户，便于用户根据实际情况作出下一环节的决策，推动生产管理方式的优化。

5.3 云组件技术

云组件技术是指在较为复杂的云平台体系中，将应用程序分解成相互独立的功能模块，在实际运行中，能够利用云组件自动定义实现组态画面，能够根据生产管理需求，实现对系统界面的优化。同时，云组件技术的应用，为云平台设计和优化提供良好的技术支持，能够实现快速的脚本调试，确保系统保持良好的運行状态。

6 结语

中小型工业企业互联网云平台的搭建和运行，已经成为技术发展和模式创新的必然趋势，就企业领导层面而言，必须以新型理念为指引，增加在云平台建设方面的资金投入、技术投入和人力资源投入，推动企业生产管理方式和运营模式不断创新，在不断提升企业经营水平的同时，实现多方共赢，为经济社会高质量发展贡献力量。

【参考文献】

【1】潘燕，方文，程睿远，等.基于中小企业的工业互联网云平台的研究与实现[J].工业控制计算机，2021，34（12）：1-3.

【2】许凌峰.互联网+企业自媒体云平台开发及应用[J].中国新通信，2020，22（23）：101-102.

【3】林益霆，谢应昭，黄德宏.互联网企业的云计算优势与传统企业转型[J].电子技术与软件工程，2020（11）：17-18.

【4】沈巍，王丰，夏行宇，等.云平台技术在电网企业的系统设计与实践[J].数字通信世界，2020（4）：41-42.

【5】迟淑芹.“互联网+”时代企业云平台管理信息系统的构建与实现[J].商业经济，2018（6）：20-21+88.

【6】吕列金.基于互联网的中小企业“智公司”管理模式探究[J].西部皮革，2017，39（22）：23+27.

【7】李铁.云计算环境下企业私有云平台安全架构的机理和实现[J].电子技术与软件工程，2017（2）：232-233.

【作者简介】高晓腾（1986-），男，山东莱阳人，从事工业互联网研究。