3.3 技术优势
3.3.1 硬件系统
3.3.1.1 设计原则
·高可用性和高可靠性
系统的高可用性是企业信誉与项目成功的关键。除了提供高可靠、高可用的硬件、软件产品和技术外，还要通过周密计划、安排和实施整套带冗余性的高可用计算机群集方案，确保系统的高可用性。系统性能是影响系统可用性的关键，充分考虑系统的规模以及未来几年的发展需求，以达到系统性能最佳。系统主要设备均配置冗余模块，如电源、风扇等，机柜均配置双路交流配电线路。
·可扩展性、经济性及投资保护
系统在初期建设阶段充分考虑将来新增系统的扩展需要，满足将来的扩展。这种扩展必须在不改变原有系统架构体系的前提下，进行系统能力的纵向和横向扩展。
同时出于经济性的考虑，必须考虑到投资保护以及对现有可用资源的保护。
·先进性和成熟性
随着信息技术的发展，出现了许多新的技术和产品，但为了保障系统的稳定性和可靠性，通常在选用成熟产品的前提下，充分地利用新的技术和已成功的经验。本项目中推荐的产品和技术要符合当代信息技术发展趋势，既包含有先进技术又有发展空间，并且是各个领域公认的、技术领先且功能完备的成熟产品和技术。
·系统安全性
本系统所存储和保存的都是关系到生产顺行的实时数据，数据的安全性、完整性非常重要。所以，系统必须有可靠、安全的数据备份、恢复系统，并建立较为完备的网络防御系统，以确保各系统的应用和数据的安全性。
·高可管理性
在分布式计算环境中，整个系统的高可管理性已成为系统能否成功的关键，高可管理性的系统为今后系统维护管理人员提供便利，大大减轻其负担。本次设计的系统所采用的主要产品均须具有可管理性和可维护性，便于管理及维护。
3.3.1.2 系统架构
本系统方案采用业界流行、符合技术发展趋势的三层架构技术，由Client端，应用Server和数据库Server端组成，客户端负责数据录入及画面展现，Client端不直接和数据库打交道，交易提交给应用服务器，由应用服务器将数据处理分配给数据库服务器端；尽管客户端与应用服务器之间可能存在着多个甚至数百个的连接，但是应用服务器与数据库服务器之间的连接却可控制在一定范围内，从而达到减少通信线路上传递的数据量的目标。这样的功能分配提供了很强的系统可伸缩性和稳定性，使得在用户数量急剧增加时还能保持系统性能的稳定和快速响应。
图示：三层架构的客户/服务器模型
这些层次的划分，并不一定是物理层次，它们只是逻辑概念上的分层，借助这些概念可以开发出强大的应用程序，和两层C/S结构相比，有以下优点：
·减少大量用户访问时的数据库并发，并保持系统稳定和快速响应，消除数据库瓶颈
·减少网络开销
·提高主机处理能力
·应用负载均衡
·系统结构清晰、灵活，伸缩性好
·安全性更好
·维护方便，降低系统运行维护成本
本系统的总体架构示意图如下:
3.3.1.3 硬件方案设计
产销管理系统主服务器采用两台高端UNIXT服务器——IBM P570，每台服务器配置8路CPU，24GB内存，同时引入分区（Partition）技术，使用过程中可根据自身的业务需求，灵活多样的规划系统架构。服务器划分为两个分区，分别作为产销一体化系统数据库服务器、产销一体化系统应用服务器、开发服务器、测试服务器。两个分区之间均采集群技术，互为热备份。主服务器分区示意图如下：
存储系统：采用一台IBM DS4700光纤存储服务器，与两台P570服务器的各两块光纤卡实现光纤连接，配置6块10000RPM 146磁盘，可通过设置HOT Spare Disk和RAID 技术，为系统数据安全提供充分保障。
备份管理系统：配置1个LTO3磁带驱动器22个插槽的IBM TS3100高速磁带机，通过光纤交换机与备份管理服务器相连，通过部署企业级备份管理软件，采用网络备份的方式，集中完成系统的数据备份与恢复工作。备份方式采用LAN-FREE和LAN相结合的方式。
备份环境通过两台互为热备的光纤交换机连接为一个整体，实现光纤存储，提高了存储的效率和性能，避免了对应用系统网络资源的占用和消耗。
3.3.1.4 系统软件方案设计
小型机选用64位的AIX 5.3操作系统和HACMP集群软件，由集群软件提供的自动切换功能使一台机器故障时另一台服务器可自动接管故障服务器的功能，保证整个主机系统不间断地运行。
数据库采用ORACLE公司最新的10g数据库，极大地提高了系统的可靠性及处理能力，保证系统持续运行。中间件软件采用BEA公司TUXEDO交易中间件。为了保证与外部系统通信的高速、高效和稳定，系统将采用宝信软件独立研发的XCOM通信中间件，基于TCP/IP协议与其它系统进行实时数据交换。
3.3.1.5 数据备份解决方案
利用IBM TS3100磁带库作为系统的备份设备，在备份管理服务器上部署VERITAS NBU 6.5 EntERPrise SERVER，产销管理系统数据库服务器上部署EntERPrise Client Master，在数据库服务器上还部署oracle agent进行数据库在线备份。整个备份管理平台的备份方式采用LAN-FREE和LAN相结合的方式，完成自动备份工作。
系统制定了完善的备份策略，采用RMAN方式实时备份，同时每天定时对数据库进行全备，提高数据库的容灾能力。
3.3.1.6 与相关系统的数据交换
在鞍钢鞍钢天铁公司信息化体系中，各系统间存在数据交换，产销系统与其他相关信息系统间数据交换实时性强，交换频繁，电文传送的可靠性要求高，针对这种需求，使用宝信公司成熟的基于TCP/IP Socket通讯协议上的数据交换通信中间件XCOM，通过它可以实现不同系统之间的数据通信。
3.3.2 网络通信系统
3.3.2.1 网络系统架构
鞍钢鞍钢天铁冷轧薄板公司产销一体化系统网络系统基于层次化的设计，采用核心双机单引擎双电源冗余，核心至汇聚层链路冗余星形网络架构。公司整体网络分为三个层次，其中产销网作为生产网，通过防火墙与管理网相连，管理网外为Internet区，管理网与Internet区之间通过另一台防火墙隔离。
产销一体化系统网络拓扑图
鞍钢鞍钢天铁冷轧薄板公司产销一体化系统网络采用层次化组网结构。网络核心层节点设置在公司核心机房，通过部署L3汇聚层节点，汇聚办公区域的接入层交换机；在生产车间的适当位置再设置分布节点，其下连接覆盖生产区域各L3终端的接入交换机和库区无线接入AP。各层节点之间互连传输介质为光缆。汇聚层交换机通过单模光纤千兆双路上联至核心交换机，保证链路可靠性。
设置一台L2汇聚交换机，用于汇聚连接分布于L2各系统（如检化验、平整机组、酸洗连轧机组）的接入交换机。
L2与L3网络隔离，采用主机方式隔离。在L3服务器（IBM P570）上配置四口的以太网口，其中两个口接入L3网络，二个口接入L2网络，均采用集群技术，实现单一网络故障不影响系统运行的目的。L2与L3网络分别连接到L2和L3的主机网卡，在Unix系统的主机上实现物理上的隔离，确保L2过程控制系统的绝对安全。
3.3.2.2 网络技术
产销一体化系统网络采用千兆以太网技术，实现核心层网络设备与汇聚层网络设备之间的互联及对主机的网络接入。
产销一体化系统网络采用百兆以太网技术，实现汇聚层网络设备和接入层网络设备之间的互联及用户终端的接入。
·系统设计
采用国际知名品牌CISCO的网络设备作为组网设备。CISCO品牌的产品作为国际市场占有率高的网络品牌，技术力量先进，产品稳定，网络产品种类齐全，设备具有高性能、高可靠性、可扩展性强等特点。
·核心层节点
该节点选取主机所在机房。选用二台机箱式网络设备catalyst 4507R，为汇聚层交换机和主机提供双路接入，并与鞍钢天铁主干网互联。
catalyst 4507R提供了千兆光缆模块、千兆铜缆模块等各种网络模块，可以实现二三层数据线性传输，引擎、电源等重要部件冗余配备。
在核心机房配置硬件防火墙，提供2个千兆以太网光接口，一个端口与核心交换机互联，一个端口与本地另外配置的一台交换机相联，该交换机与鞍钢天铁主干网连接。
·汇聚层节点
产销系统一体化网络在厂区内设置二个汇聚节点。每个汇聚节点选用一台CISCO三层交换机作为汇聚层设备，提供线速二三层数据交换。该三层交换机可提供百兆光缆端口为接入层设备及无线行车AP提供接入；同时还提供双路千兆上联口，上联至核心交换机。
配置另一台三层交换机作为L2汇聚交换机，为酸洗连轧机组过程计算机系统、平整机组过程计算机系统、1#热镀锌过程计算机系统、罩式退伙机组过程计算机系统、检化验系统、磨辊间管理系统和进出厂称重计量系统等主机提供百兆上联接口；同时提供2个千兆上联口与L3主机连接。
·接入层节点
对本地有用户终端的L3汇聚节点，每个节点选用一台CISCO二层交换机，作为接入交换机，可提供10/100BASE-TX端口和100BASE-FX端口，通过多模光纤与汇聚层节点交换机连接，为本地的用户提供接入。
各办公楼用户，选用二层接入交换机，通过10/100BASE-TX端口实现终端用户的接入，通过千兆口上联至核心交换机。
3.3.2.3 网络管理系统
配置一套CISCO网络管理软件，安装至网络管理服务器，对鞍钢鞍钢天铁冷轧薄板公司产销一体化系统网络系统的CISCO设备执行性能监控、设备配置、流量统计、日志记录等网管功能。
该网络管理软件采用图形操作界面，支持自动拓扑发现、故障告警、性能分析、统计报表输出、区域管理、设备管理与设置等功能，可以根据历史数据，分析当前网络流量，提供分析报表、快速定位网络故障。
3.3.2.4 网络防病毒系统
整个防病毒系统采用集中管理形式，主要控制鞍钢天铁冷轧产销系统内部网络系统免受病毒侵害，保证网络系统中信息的机密性、完整性、可用性。构建包括主机、服务器防毒的防病毒体系。
在核心节点，配置一台IBM x3650作为防病毒服务器，用户终端分别安装相应的防毒软件，对服务器的防毒软件定时升级，用户终端会自动从防病毒服务器获取升级。防病毒软件采用了业界领先的趋势科技防毒墙。
3.3.2.5 数字专线
冷轧与热轧在地理位置上相隔比较远，约500多公里，为了确保原料数据及时准确的传输，冷轧和热轧之间的通信，采用了租用专线的方式。在冷轧和热轧各配置一台cisco路由器，每台路由器配置一块一端口广域网接口卡，用于连接电信专线。路由器与产销网通过一台Cisco 5510防火墙隔离，确保专线通讯的安全性。
3.3.2.6 VPN（虚拟专网）建设
为了便于产销系统的网络建设与维护，同时考虑公司场外库及远程办公业务，通过另一台Cisco ASA 5510防火墙，完成了VPN的建设。
VPN的实现，在系统上线初期就起到了很大的作用，一旦程序或系统需要比较大的调整，我公司员工通过VPN即可很方便的得到宝信专家的技术支持。VPN还将我公司场外库纳入系统的管理中，提供了便捷的网络平台。同时，对于经常出差在外的公司领导和部分员工，VPN的建立实现了远程办公，大大提高了公司的运行效率。VPN的实现，更为热轧与冷轧之间的数字专线提供了线路备份，一旦专线出现故障，即可以通过VPN实现数据传输，确保原料信息的实时性。
3.3.3 无线系统
3.3.3.1 设计原则
·合法性
选用设备的无线通讯频段符合国家信息产业部发布的《微功率(短距离)无线电设备暂行规定》(信部[1998]178号)管理规定，并取得国家无线电管理机构所颁发的核准证。
·先进性
选用的无线数传设备均是代表当今世界先进的、主流的产品和技术。
·实时性
车上和地面设备采用WLAN进行数据传输，地面设备良好的无线覆盖性能保证了数据传输的实时性与快速性。
·高可靠性
选用设备是专为适合工业现场环境而设计的产品，具有很高的抗电磁干扰、抗震、抗高低温、防尘防水等性能，无线通讯符合IEEE 802.11b/g标准。系统设备的卓越性能，保证了其已在大型钢铁企业和其他企业中的成功应用。
·高安全性
选用设备可以通过多种技术有效阻止外来非法用户的访问。设备均为宽等级电压输入范围，电压的波动不会对设备造成影响，对电压的尖峰有一定的滤波能力。所有设备均为低功耗产品，不会产生大量的热能，也不会对电网产生冲击，对其它的电子设备不会造成电磁干扰。
·易扩展性
整个系统采用通用标准接口和开放的系统架构，随着用户应用的发展可以非常容易的进行扩展和延伸，很好的保护了投资。
3.3.3.2 方案综述
下述无线数据传输系统方案是专门为鞍钢天铁冷轧无线数传项目设计的，系统配置如下：
·地面无线数据传输设备
选用2.4GHz无线扩频基站，采用符合IEEE 802.11b标准的直序扩频技术，在行车工作区域内提供无线信号全面覆盖，并为移动车载终端提供有线接入，使车载终端能直接访问应用服务器。
·车载终端
无线车载终端作为产销系统主机的客户端，接收、存储并显示产销系统主机下达的行车作业指令，操作工执行完吊运任务后，实时返回作业实绩。
·系统性能
本方案中无线基础设施采用2.4GHz无线扩频基站，选用符合IEEE 802.11b标准的2.4GHz DSSS直序扩频技术，通过配置不同增益的天线来达到信号有效覆盖和数据快速通信的效果。但由于2.4GHz频率本身的衍射、绕射能力较弱，只能通过直射、反射和折射来达到信号的传递，所以通过对系统的准确设计，可使系统达到如下性能：
整个无线系统实现部分重叠的信号覆盖和传输效能，在任何单个设施失败的情况下，部分基站之间能实现实时故障无缝切换，终端用户能在故障切换中正常工作。
无线终端随着行车的移动可在部分基站之间实现无缝漫游，保持通信不中断。
所选择的无线扩频基站和无线车载终端都具备全天候运作的能力，可以满足鞍钢天铁冷轧这种制造型企业各方面的要求。
系统拓扑结构：
库区单元：
每库区（原料库和成品库）为1跨，每跨宽度都为30米，长度为312米，各有3台行车。每个库区内布设1台符合802.11b标准的Teklogix PSION 9160无线扩频基站接入L3网络，其发射的2.4GHz频率的无线电波能够无盲区地覆盖行车活动区域。行车上分别安装1套Teklogix PSION 8560无线车载终端，与无线基站构建成一个无线局域网。库区的基站分布如下图所示：
作业信息流程：
行车司机在无线车载终端上输入所在行车的行车号，登录到冷轧产销系统上，即可从无线车载终端上读到该行车的作业任务列表。行车司机根据无线车载终端上显示的该行车的作业任务列表进行作业。在完成作业后，行车司机将相应作业实绩发送给冷轧产销系统，冷轧产销系统将该作业指令从该行车的作业任务列表中删除，该行车车载终端上显示的作业任务列表同时被刷新。此外，行车司机还可主动对所在行车的作业任务进行查询。当鞍钢天铁冷轧各库区作业产生新的行车作业指令后，冷轧产销系统将更新各行车的作业任务列表，各行车车载终端上该行车的作业任务列表也同时被刷新。
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