设计方案。
关键词：云计算；化工物流；虚拟化工厂
中图分类号：TP393
云计算的概念在近两年越来越热，与早些年不同的是，现在云计算已经不再停留在概念上，一些IT公司纷纷推出了自己的云服务并加强了广告宣传。归其原因，一方面，云计算实现资源的共享和动态分配，帮助企业降低信息化方面的预算；另一方面，云计算的计算机集群为企业提供了强大的数据处理和在线计算能力，速度和稳定性两者兼得；还有就是云存储技术在便携性和安全性上的突破，也为企业提供了更好的数据存储服务解决方案。
对于石油化工这样的传统行业，云的概念似乎还很遥远。但回顾上世纪90年代以来ERP对国内企业产生的影响与变革，这一次石油化工行业也需要抓住云计算的机遇，将企业信息化程度推到一个更高的水准，降低成本，提高效率。
1 云计算
云计算的思想起源于上世纪60年代，当时的设想是把计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户。然后受限于当时的硬件水平和联网条件，云计算并没有立刻得到发展。后来，20世纪70年代大规模集成电路的发展使得计算机趋于小型化，80年代出现了网格计算、90年代互联网的广泛应用随之发展出了公用计算，21世纪初计算机界又兴起了虚拟化技术。积累至今，云计算的发展条件已经足够充分，近两年云计算已经逐渐走出学术界，为产业界和普通民众所认知。
1.1 云计算的概念
根据NIST（美国国家标准与技术研究院）的定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。然而目前所说的云计算范围已经扩大了许多，如自主计算、效用计算、网格计算等也常被人们认为是云计算。
云计算是从分布式计算，并行计算和网格计算等计算机概念中综合发展出来的概念，或者说，是从商业角度实现了这些概念。与传统运算不同的是，云计算并非在本地计算或远程服务器上运行计算，而是通过网络，将运算分布在大量的计算机上。对企业来说，其数据中心的运行更加类似于互联网，这使得使用云计算的企业能够灵活地将资源切换到需要的应用上，实现对计算和存储的按需求访问。云计算的基础是虚拟化技术，载体为网络，提供的服务包括基础架构、平台、软件等。总之，云计算的最终目的就是整合一切可用的计算、存储、数据和应用分布，实现所有计算资源协同工作。
2 云计算应用于化工物流
我国化工行业物流需求一直保持快速增长，但物流效率较低，成本偏高，与发达国家相比存在较大差距。全国重点企业物流统计调查数据显示，2009年，我国化工行业物流费用率为12.3%，在工业物流领域处于较高水平，高出工业行业整体平均水平2.5个百分点，高出制造业1.5个百分点。同发达国家相比，差距更大。统计显示原因在于各项杂费多，重复纳税多，运输成本高。搭建现代化工物流平台，有助于降低化工物流的成本。
2.1 基于云计算的化工物流公共信息平台
根据化工物流实际情况和具体要求，结合云计算服务的技术特点，设置出基于云计算的现代化工物流的应用信息平台基本框架，如图1所示：
平台提供了化工物流应用的具体细节，包括接口认证服务的应用、中间件计费的应用、基础设施服务的应用、物理资源的应用和数据存储的应用等。这些服务应用可以通过集中部署直接面向化工物流企业，也可以根据具体化工物流需求建立物流云服务中心，将不同的化工物流企业系统通过云计算的应用服务集中起来，满足更加复杂的物流需求。该应用框架向化工物流企业提供的具体应用服务包括数据交换应用、货物传递跟踪应用、配送轨迹监控应用、信息发布应用以及货物管理应用等。
化工物流相对于其他物流有其自身的特点，因此搭建基于云计算的现代化工物流信息平台，能够更大程度上满足石油化工企业对物流信息的准确掌握和物流成本的控制的需要。对于企业来说，需要更好地处理从制造、运输、装卸、包装、仓储、加工、拆并、配送等各个环节中产生的各种信息，并将这些信息通过一种安全而且快速的方式来传递，以保证各个环节操作的有效性；并且还要针对出现的问题实时反馈、及时处理。由于云计算具有高可靠性的计算能力、低成本的硬件环境和高性能的数据维护等特性，搭建基于云计算的现代化工物流信息平台，可以在一定程度上提高化工物流企业的工作效率。并且，通过云计算平台提供的安全存储和服务共享解决方案，可以节约企业的信息安全成本，同时又可以保证企业的服务效率和服务质量。
3 云计算应用于虚拟化工厂
化工过程虚拟工厂（VirtualPlant）是一个集成的针对石化行业的实时动态模拟环境，具有硬件仿真系统技术特性。包括稳态和动态仿真过程的模拟、软硬件的实时接口技术、自动控制技术、人工智能技术及工程安全技术。根据物料平衡、能量平衡原理，模拟石油化工生产过程中的实际情况，通过建模与仿真技术，模拟全生产流程中不同条件下的各种情况；从而达到对生产过程预测、检测的目的；内置的人工智能技术甚至还可以对该工艺的进行评估，并提出优化方案，提高决策和管理水平，以达到最佳的生产质量，最大限度地提高生产效率。
3.1 虚拟化工厂云计算架构模型
面对化工过程虚拟工厂中数量巨大的软硬件资源和复杂多变的业务扩展需求，云计算平台系统集成通常采用的方式是分层管理，依赖不断增加的层级来逐步细化业务应用，为了让虚拟工厂云计算平台具有很强的可扩展性，将云计算平台架构设计为扁平的三层结构，分别是元服务资源层、逻辑服务资源层和应用服务层。
以乙烯工业生产中乙烯裂解为例搭建模型，如图2：
利用流体力学计算软件Fluent计算裂解炉内烟气流速、温度及组成等物理量的分布情况、以提高生产效率。该计算要进行反复迭代，当计算条件复杂，要求精度较高时，一台计算机或者服务器的计算能力很难在较短的时间内完成如此大量的计算。因此采用云计算技术构建一个可弹性扩展、收缩的Fluent并行环境，尽可能地提高计算的效率，是一个可行的方法。通过使用虚拟现实技术、云计算技术及Webservice等技术搭建出基于云计算的虚拟工厂，此模型针对化工流程工业的特点，能够更好的实现建模、控制、优化方法与技术的一体化集成。
随着市场上云服务越来越多，基于云计算的服务在化工行业中开始受到越来越多的关注。通过云计算平台的构建，可以进一步完善和推进化工过程虚拟工厂的建设，对化工生产过程的建模、控制和优化技术具有重要的现实意义。通过不断完善和应用不仅可以产生可观的经济效益，还可以形成具有自主知识产权的石油化工软件产品。
4 结论
云计算的发展带领互联网进入了一个低成本高运算量的时代，它的出现不仅改变了互联网的运行模式，对于传统行业也产生了极大的影响。对于石油化工行业是一个巨大的机遇，通过云计算可以最大限度的优化配置资源，提高物流效率、降低库存成本，还可以及时有效的监控、优化生产过程，提高生产效率。
参考文献：
[1]万锋，罗娜.化工过程虚拟工厂云计算平台构建的技术研究[J].计算机与应用化学，2012，9.
[2]杨俭.云计算在现代物流中的应用[J].网络与信息化，2012，11.
[3]刘欣，范冰冰.云计算的现状及前景[J].科技信息，2013，5.
[4]王宗宝.基于云计算的虚拟企业信息资源集成研究[J].情报探索，2012，9.
作者单位：中国石油规划总院，北京 100083
