工业软件既是先进工业技术的集中体现,同时也是各先进软件技术的交汇融合,软件工程领域的技术进展会加速工业软件安装及部署方式的更新。早期工业软件更多是基于PC的单机部署或C/S部署,而随着Web浏览器技术的发展成熟,很多工业软件从C/S架构发展为B/S架构;而在今天,云计算的快速发展,催生了大量新形态的工业软件。下面对典型的安装及部署方式进行阐述。
一、单机部署
单机部署是最简单也是应用范围最为广泛的部署方式,指将工业软件直接安装在单个计算机上。早期绝大多数的CAD软件、CAE软件和工业控制软件均采用这种部署方式。单机部署不涉及复杂的网络设置,但其缺点是无法实现系统的分布式和高可用性。
二、C/S部署
在C/S架构中,应用程序分为两部分,即服务器部分和客户机部分。服务器部分是多个用户共享的信息与功能,执行后台服务,如控制共享数据库的操作等;客户机部分为用户所专有,负责执行前台功能,在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能,并且可以在子程序间自由切换。
C/S架构在技术上已经很成熟,它的主要特点是交互性强、具有安全的存取模式、响应速度快、利于处理大量数据。但是C/S架构系统维护、升级成本高,增加了维护和管理的难度。目前,用户交互、图形显示实时要求高的大型工业软件如三维CAD等多采用此架构。
三、B/S部署
随着浏览器技术的发展和成熟,越来越多的工业软件转向B/S架构。B/S架构采取浏览器请求、服务器响应的工作模式。用户可以通过浏览器去访问工业软件提供的服务。
与采用C/S架构的工业软件相比,采用B/S架构的工业软件,无须安装客户端软件,简化了客户端的部署与维护工作,更容易保持应用程序版本的一致性;提供了更好的跨平台和跨设备兼容性;此外,B/S架构对客户端计算机配置要求更低。B/S模式部署仍是当前重要的部署方式之一,像ERP、MES、PLM等管理类工业软件较多采用这种部署方式,软件安装、部署、维护更为轻松简单。
四、分布式部署
对于大规模计算任务、数据密集型处理场景,通常采用分布式部署方式。在分布式部署中,工业软件的不同组件或模块分布在多台计算机或设备上,通过网络连接进行通信和协作。这种方式可以提高系统的扩展性和性能,并增加系统的可靠性。
例如在复杂的有限元分析、CFD(计算流体力学)模拟或多学科联合仿真场景下,单台服务器无法满足计算要求,通常要求工业软件部署在高性能计算集群上,将软件和计算任务分配给多个计算节点,最后将结果整合在一起。
五、云端部署
随着云计算技术的发展,越来越多的工业软件开始采用云端部署方式。在云端部署中,工业软件的运行环境和数据存储在云服务提供商的服务器上,用户可以通过互联网访问和使用软件。
云端部署可以提供弹性和灵活性,可以根据实际需求自动调整计算、存储和网络资源,实现弹性扩展,减少本地设备的维护和管理负担;采用按需付费模式,用户只需支付实际使用的资源和服务,降低了采购、维护成本;在数据与知识沉淀复用等方面也有天然优势,更适应智能化时代发展要求。
云对工业软件而言既是机会也是挑战,国内大部分云化工业软件产品还处于打磨阶段,尚未成为拉动公司营收增长的主力。同时,并非所有的工业软件都适合云化,工业软件是否适合云化要结合用户使用工业软件的业务场景来确定。数据的敏感性和系统复杂度(对算力和数据传输的要求)是评估一款工业软件是否适合云化的两大关键标准。
从工业软件类型来看,大型企业的生产控制流程软件一般都是在封闭的内网中的,公有云会带来稳定性风险,这是企业不愿意去接受的。涉及研发环节的CAD、CAE等软件,由于处理的数据都是涉及企业核心知识产权的研发参数,很多企业也不愿意将数据放在公有云上。在另一些场景如CEM(客户体验管理)、OA(办公自动化)、HRM,甚至ERP,SaaS模式已经成为明显的发展趋势,其特点是应用的复杂程度较低、数据敏感性较低、产品迭代速度快,适合云原生架构快速开发部署。
六、工业互联网平台部署
工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。工业互联网的快速发展,也催生了新型的工业软件形态——工业APP。工业APP可以通过工业互联网平台的应用商店或应用市场进行部署和安装。在平台上,企业开发人员可以开发和定制工业APP,根据不同的工业场景和需求,提供特定的功能和服务。这些APP可以是移动端的应用,也可以是在PC或其他终端设备上运行的应用。
基于工业互联网平台的工业APP部署具有数据互联互通、统一管理维护等优点。工业APP可以直接从工业互联网平台获取数据,实现实时数据共享,提高数据的可利用性和价值;可与平台上下游的APP进行数据交换和集成,避免大量的格式转换;通过工业互联网平台,企业可以对所有的工业APP进行统一管理,方便应用的安装、更新和升级。
总体而言,当前工业软件安装及部署方式多种多样,不管是以单机、C/S、B/S为代表的传统架构,还是以云端部署为代表的新型架构工业软件,均发挥着重要的作用,是工业产品研发及生成过程中不可或缺的工具支撑。工业软件上云是一个大趋势,但大量工业软件仍以传统架构为主,且两种形态会长期共存。至于用户选择哪种架构开展安装部署工作,则需根据具体软件应用场景、用户需求,结合技术的发展程度来决定。