2025年4月22-24日
上海世博展览馆

工业软件和工业互联网二者计算模式不同之处

工业软件和工业互联网都离不开计算,据表面贴装展小编的了解,计算模式的不同或许是二者比较大的不同。

 

在计算上,基于统计学的云计算和基于MBSE(基于模型的系统工程)的工程计算,是两种截然不同的计算模式。为了弄清楚二者之间的技术差异,笔者与北京和利时系统工程有限公司工控软件系统架构师丁研先生多次交流探讨。本小节内容大部分内容来自丁研的贡献。

 

云平台提供的并行计算的模式是,比如要算10亿条数据的平均值,假设单机算力不够快,可以把计算平均分配到10个节点上,每个节点各算1亿条数据,算完以后,10个计算结果发送到某一台主机上去做汇总。这个过程中,10个节点计算完成的时间点是随机的,但是算出结果的先后次序并不产生问题,因为各节点之间彼此没有耦合关系,这样就可以并行计算,对计算节点的调用也是算完即释放计算资源,不再占用。现在的工业互联网PaaS层的微服务,采用的就是这种计算模式,理想情况下,每个微服务都是一个计算任务(算法+数据),调用IaaS层的算力完成计算。

 

工业软件中基于MBSE的计算就不同了,计算任务之间是串行模式。比如有一个CAE 大计算任务,要分成10个计算任务,任务1算完了以后,然后再交给任务2,然后再交给任务3,……,因为任务2要得到任务1的输出数据作为自身计算的输入,才能做计算,同样,任务3也要得到任务2的输出数据才能做计算,……而且,可能任务8、9、10一直占用计算资源。因此,一个CAE 大计算任务往往是在单机上跑,不能被拆分到若干个主机去做并行计算。即使是做多主机协同仿真,把大任务切成不同的计算任务(任务1、2、3等)部署到不同主机节点上计算,就必须要事先做好配置——任务1的输出结果要给任务2 ,同时把任务1部署到某一个节点上,任务2要部署到另一个节点上,然后让两个节点之间保持通讯,同时任务2的输出结果要给任务3,等等——这些配置过程不可省略,必须提前做好。这些计算任务之间具有典型的“紧耦合”关系。

 

例如用CAE软件对一桌台球进行运动与碰撞仿真时,程序需要对每个球的位置、速度、方向等数据进行保存,而不能将这些数据交由外部程序进行管理,上下文数据之间呈现出依赖度较高的“紧耦合”关系。

 

部署在工业互联网平台上的工业APP,目前普遍采用了微服务架构,调用了IaaS层云计算的算力。但是,即使是先天带有并行计算便利性的微服务,在组成工业APP组件时,也需要遵循工业软件中的MBSE的串行计算模式,把每一个微服务都作为一个一个的计算任务进行协同计算的配置,上下文数据之间必须是“紧耦合”关系,才能实现工业APP的计算功能。

 

来源:网络

 

当然,关于更多工业软件和工业互联网之间的关系和资讯,可以到表面贴装展参观交流。

 

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