北科院信息化服务合作及共建北京劳动保护科学研究所.docx

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北科院信息化服务合作及共建北京劳动保护科学研究所

1．北科院信息化服务平台对外服务简介

“北科院信息化服务平台”配备了大规模计算机群；部署了许多大型、多用户计算机辅助设计和工程分析软件工具；建设了高速网络通信环境；在数据存储、信息安全等各方面提供了良好的保障措施；此外还配备了逆向工程和快速成型技术需要的设备和服务支持。

北科院信息化服务平台将成为向院内用户开放的数字化制造公共服务平台，为他们提供完整的配套资源和解决方案。

北科院信息化服务已经配备的硬件及系统资源包括：

计算集群：

高性能计算服务器近1,000台，计算CPU核数达到万核规模，总计算能力200万亿次/每秒，其中通用CPU计算能力150万亿次，GPU计算能力50万亿次；

存储设施：

基于EMC、HDS等高性能盘阵设备，采用NAS+SAN混合架构，裸容量达到1.5PB；

网络带宽：

250Mb/s和IPv61Gb/s；

逆向工程和快速成型专业设备：

激光三维扫描、手持式三维数字彩色扫描测量仪、三维模型快速输出设备、触觉式设计系统等。

已经配备的应用软件资源包括：

工程工具软件：

ANSYS、HYPERMESH、STARCCM+、ABAQUS、SIMULATIONX、LS-DYNA、ProEngineer、Femap+NXNastran以及CAXA服务产品群；

管理工具软件：

PDM、ERP等；

工程渲染工具软件：

3dsMax、Maya和渲染集群管理软件等。

北科院信息化服务平台对外提供5类应用服务：

1.大规模云主机部署及弹性扩展服务；支持组建虚拟私有云；提供大规模云存储测试环境；网络虚拟化支持；高可用、负载均衡测试环境以及大规模负载发生器环境。

2.高性能计算在线服务：

用户远程登录计算中心的高性能计算系统，部署私有环境实施计算处理，有良好的信息安全保障环境。

3.工业计算在线服务：

配备的大型工程计算软件Abaqus、Ansys、Fluent等向社会开放公共服务，用户能够通过网络远程应用这些软件工具和与之相配套的计算设备资源。

4.工业渲染在线服务：

用户可以通过云平台方便的监控、管理自己的渲染作业，平台自动完成数据上传、渲染、数据下载一系列工作，并且按照渲染时间和渲染帧数计算费用。

5.工业信息化咨询及培训服务：

为工业制造、工业机械及装备、汽车及交通、航空等行业提供工业信息一体化（即：

CAD、CAE、CAM、PLM）的软件咨询服务、培训服务、项目导入及信息化实施工作。

2．北科院信息化服务基本情况

北科院信息化服务平台拥有每秒二百万亿次的超强计算能力,CPU核数达到4668个,是现今国内最大的开放式工业计算服务平台.平台通过云服务的方式,为用户提供网络化,开放灵活,低门槛,安全可靠的IaaS,PaaS以及SaaS云服务,提供应用领域特色定制化解决方案,可满足各工业企业自助式高性能计算及并行计算的需求,为工业企业在产品设计,测试,分析及产业升级等方面提供支撑.

平台目前的基本技术指标为:

CPU和GPU混合异构融合计算机体系结构;具有高性能计算服务器近1000台,总计算能力200万亿次,其中通用CPU计算能力150万亿次,GPU计算能力50万亿次,存储空间达到1PB以上.计算网络采用40Gbps的InfiniBandQDR4X的高性能通信网络.

北科院信息化服务平台目前按照核心功能,分为超算中心HPC区（含工业云计算区,科学计算区,生物计算区,新架构计算区等）,虚拟云计算区（VMW区）,渲染区,DMZ（demilitarizedzone,中文名称为“隔离区”）四大功能服务器区以及办公网络区Office区.目前HPC区,VMW区,渲染区,DMZ区四大区都处于逻辑上的独立区域,通过Office办公区对各功能区进行运维和管理服务.

1.1北科院信息化服务现状分析

1.1.1网络设备现状

北科院信息化服务平台现有主要网络设备情况如下表所示:

表格1.网络设备列表

设备名称

型号规格

数量

负载均衡交换机

F53600

2

网络流量控制设备

AC-1440/ACCopper

1

安全防护网关

PaloAltoNetworksPA-4020

2

业务网关（VPN）

JuniperSRX650

1

Web防火墙

SecureGridWeb应用防火墙

1

以太网交换机

S5700-48TP-SI-AC

4

智能路由交换机

S7700（V100R003）

2

交换机

15

1.1.2服务器现状

北科院信息化服务平台各功能区域服务器情况如下表所示:

表格2.服务器情况列表

所在区域

服务器类型

处理器

内存

硬盘

台数

小计

DMZ

超云

双路六核

（IntelXeonX5690×2,3.47Ghz）

48GB

500G

36

36

HPC

曙光TC3600

双路六核

（IntelXeonx5650×2,2.66Ghz）

24/48/

96GB

160G

205

615

曙光TC4600

双路八核

（Intel Xeon E5-2660×2,2.2Ghz）

32GB

300G

140

IBMHS22刀片

双路六核

（IntelXeonX5675×2,3.06Ghz）

48GB

300G

70

IBMHS22刀片

双路六核

（IntelXeonx5690×2,3.47Ghz）

48GB

250G

14

曙光I620r

双路八核

（IntelXeonE5-2690×2,2.9Ghz）

256GB/

128GB

600G

18

曙光I620r

双路八核

（IntelXeonE5-2670×2,2.6Ghz）

64GB

600G

48

曙光A620r

双路十六核

（AMDOpteron6274×2,2.2Ghz）

64GB

600G

16

IBM胖节点

八路八核

（IntelX7550,2.0Ghz）

512GB

600G

2

IBM胖节点

四路十核

（IntelE7-4870,2.4Ghz）

256GB

300G

1

SuperCloud

SC-R5210-S

双路六核

（IntelXeonE56452.4Hz）

48GB

600G

37

曙光I620r-G

双路四核

（Intel Xeon E5620,2.4GHz）

48GB

300G

50

图形工作站

SuperCloud

SC-T7410G

双路六核

（IntelXeonX56502.66GHz）

NVIDIATeslaC2050×4

48GB

600G

14

渲染

曙光TC3600

双路六核

（IntelXeonx5650×2,2.66Ghz）

24/48/

96GB

160G

100

106

图形工作站

SuperCloud

SC-T7410G

双路六核

（IntelXeonX56502.66GHz）

NVIDIAQ4000

48GB

600G

6

VMW

IBM3650M3

双路六核

（IntelXeonE5649×2,2.53GHz）

48GB

300

15

15

1.1.3虚拟机现状

北科院信息化服务平台目前已创建虚拟机200余台,主要用于云平台信息化软件发布,企业客户软件研发或测试,桌面虚拟化等.

现在使用的虚拟化产品主要是VMwarevSphereESXI5.0.

License方面有60个cpu,不限定虚机数量.

表格3.虚拟化使用服务器情况

名称

内容

服务器型号

IBMSystemx3650

Cpu

IntelXeonE5649@2.53GHz

内存

48G

存储

300G

台数

15

1.1.4存储系统现状

北科院信息化服务平台现有存储结构示意图如下:

图3.存储结构示意图

作为云平台的核心之一,SAN存储网络目前已有两台5100交换机,各40个光纤口.现有存储系统中共使用3套磁盘阵列,I/O服务器共37台;聚合带宽达到5GB/s以上.根据业务发展,将现有存储资源建成多个存储子系统为各业务提供I/O服务,分别是工程计算存储,科学计算存储,生物计算存储,云主机存储以及指定用户的数据存储.存储系统中磁盘阵列资源的存储容量分配如下表:

表格4.存储容量表

设备序号

1

2

3

设备品牌

HDS

EMC

EMC

设备型号

AMS2500

CX4-480

VNX5500

设备裸容量

246TB

270TB

228TB

已分配容量

246TB

270TB

134TB

空余容量

0TB

0TB

94TB

根据核心业务需要,为了给用户提供数据备份服务,保障数据安全性,系统平台建设具有备份系统,备份存储空间达到20TB.

备份系统结构示意图如下:

图4.备份系统结构示意图

备份系统后端采用20TB裸容量的备份设备,支持重复数据删除功能,备份设置计划如下表:

序号

数据域

主机名称

备份内容

1

工程、科学、生物平台

LDAPMaster

用户帐户信息

2

工程计算平台

GYY-VPN

工程计算平台用户数据

3

工程计算平台

LSF-2M

作业管理信息

4

科学计算平台

HPC-Login1

科学计算平台用户数据

5

生物计算平台

BIO-Login1

生物计算平台用户数据

6

科学和生物计算平台

LSF-1M

作业管理信息

7

云计算平台

多个虚拟机

虚拟机模块及管理配置备份

8

工程计算平台

数据库服务器

数据库结构化数据

1.1.5监控系统现状

现有机房监控系统如下图所示:

图5.配电室监测图

图6.高密机房监测图

图7.中密机房监测图

图8.机房室外监测图

1.1.6CAE仿真软件现状

平台已经部署了一定数量的工业设计软件,具备一定对工业仿真能力.现有CAE仿真软件如下表所示.

表格5.CAE仿真软件列表

软件

规格

数量

功能

关键参数

LSDYNA

ls971/Linux

1

通用显式动力分析软件,能够模拟真实世界的各种复杂问题,特别适合求解各种二维,三维非线性结构的高速碰撞,爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题,同时可以求解传热,流体及流固耦合问题.

256核,单用户

ABAQUS

6.10/Linux

1

功能强大的工程模拟的有限元软件,其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题.

128核,单用户

Fluent

12.1/Linux

1

通用CFD软件包,用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动,在转捩与湍流,传热与相变,化学反应与燃烧,多相流,旋转机械,动/变形网格,噪声,材料加工,燃料电池等方面有广泛应用.

8核,单用户

FEMAPNxNastran

10.2/windows

1

具备多学科优化的能力,并具有处理大规模问题和提升高性能计算效能的强大能力.

12核,单用户

Proe

5.0/windows

1

具有二维,三维建模能力.

1核,单用户

simulationx

3.4/windows

1

具有在同一个模型中进行机械,液压,电子,磁场,热力学,控制等多学科联合仿真的能力;与ADAMS等CAE软件联合仿真的能力;丰富的多领域模型库;具有硬件在环仿真能力.

单用户

Ansys

Linux/windows

1

通用结构以及多物理场分析软件。

Hyperworks

Linux/windows

1

通用结构以及流体前后处理软件，多学科优化。

上述软件部署以后,已为200多家企业和高校提供服务,服务方式有软硬件租用（HPC）和项目咨询,使用软件包括Abaqus,Ansys,Fluent,Ls-Dyna,Nastran等软件;使用客户企业用户和高校用户,其中企业用户有中国地震灾害防御中心,中国铁道科学研究院,中国核电工程有限公司,长城华冠,北京市劳动保护科学研究所,中仿科技（CnTech）公司,中仿新联,澳汰尔工程软件有限公司等,高校用户有清华大学,中国科学院,北京理工大学,北京航天航空大学,华北电力大学,北京工业大学,湖南大学,大连交通大学等.

1.1.7虚拟仿真软件现状

平台虚拟现实仿真方面,软硬件资源已有情况如下表所示:

表格6.虚拟现实现有软硬件资源列表

软硬件

设备类型

设备介绍

硬件资源

虚拟现实互动体验系统

包括互动手套,互动头盔以及cave演示系统

三维扫描仪

包括faro三维扫描仪以及viuscan三维激光扫描仪

三维打印机

Object快速成型三维打印机

软件资源

硬件设备配套软件

包括Geomagic2009

业务工具软件

包括maya2012,3Dmax2012,autocad2012等欧特克系类工具软件

渲我软件

集群渲染系统

UG

逆向工程软件

3DVIASTUDIO

虚拟现实开发平台，工业仿真套件

平台利用上述软硬件设备,开展了渲染,数字化扫描加工服务以及互动虚拟现实服务等业务.

1.渲染业务方面:

渲染业务主要用到maya2012,3Dmax2012等工具软件,已经为北京渲染中心,水晶石等多家单位提供服务.

2.数字化扫描加工服务业务:

该业务主要用到faro三维扫描仪,viuscan三维激光扫描仪,Object快速成型三维打印机及其配套工具软件,和Autocad等制图软件,已为北京自然馆,大钟寺等单位提供服务.

3.虚拟现实服务业务:

该业务主要用到faro三维扫描仪,viuscan三维激光扫描仪及其配套软件,以及3Dmax2012,Autocad2012等图形图像软件,已为大觉寺等单位提供服务.

2．北科院信息化服务合作及共建

2.1基于GIS的街景影像地图平台

立得空间信息技术股份有限公司（以下简称：

立得空间）成立于1999年9月，是由武汉大学、李德仁院士、国内知名科技投资公司等共同组建的高科技企业，注册资金5285万元。

立得空间致力于运用移动测量技术推动测绘产业变革，促进地理信息的获取与利用，在国内率先发明移动测量系统（MMS：

MobileMappingSystem），更通过实景三维地理信息的创新应用在国防、测绘、应急、公安、城管、交通、旅游等领域创造了崭新的应用模式，开创了国内实景三维地理信息产业，是国内领先的实景三维地理信息服务提供商。

我秀中国（）是专门为用户打造以生活信息为主方便直观的实景地图服务平台，由立得空间打造，提供中国城市的街景地图服务。

"我秀中国"采用了多种影像数据，可提供连续360度全景影像街景，影像覆盖率达到了城市道路的80%以上，例如北京就有超过1700万张影像，差不多每米就有三张以上的影像"。

目前，与立得空间合作，为“我秀中国”网站提供安全、稳定、高效、可弹性扩展的云主机服务，并在在数据存储、信息安全等各方面为合作提供了良好的保障措施。

未来还将在双方有关产品或服务领域内进行深度集成，共同推广基于互联网的实景三维应用服务解决方案。

除继续为个人用户提供所需要的地理信息，还可以根据企业用户的需要，帮助他们把业务信息与地理信息进行组织，并在电脑中建立实景可视化工作环境，从而更好的管理和拓展自己的业务。

另外，一些更为崭新的应用模式也将在数字城市、城市管理、公安、应急、数字公路、数字铁路、公众位置服务等诸多领域带来更为广阔的发展。

2.2面向移动互联网应用的云主机服务平台

Joyent是在云计算领域全球前十的美国云计算软件和服务提供商，它的云端软件套件SmartDataCenter（智能数据中心）帮助全球的开发商和企业部署云计算基础架构平台。

SmartDataCenter可以让客户快速部署电信运营商级别的云服务，它可以很好的与现有运营系统兼容，同时它支持PaaS和IaaS。

Joyent是唯一一家能够独立运行公共云J、构建运行云必须的软件引擎、以及向第三方销售软件引擎的公司。

平台提供IaaS层的云服务平台产品——“赢在云端”，可实现一揽子基础设置云化解决方案。

“赢在云端”是一个可提供弹性计算的服务平台，具有高性能、可扩展性、易用性、稳定性的优势,在基础设置云服务领域居于领先地位，在支撑移动互联网应用方面具有很大的优势。

通过云计算服务模式，用户可根据实际业务或计算需要，灵活地购买计算资源，真正实现按需使用、按需交付和按需付费，将烦琐的管理工作则交给IaaS供应商（北京市计算中心）来负责。

可以说，IaaS层产品的构建从整体上提升了“北科院信息化服务”的服务能力，填补了现有云服务架构的空白。

2.3中小型工业企业“设计+管理”信息化云平台

用友公司是亚太本土最大的管理软件、ERP软件、集团管理软件、人力资源管理软件、客户关系管理软件、小型企业管理软件及服务提供商，也是中国领先的企业云服务提供商。

中国及亚太地区超过150万家企业与机构使用用友软件，中国500强企业超过60%使用用友软件。

北京市计算中心与用友集团合作，共建北科院信息化服务，利用用友在管理软件方面的丰富经验和成熟产品，补充北科院信息化服务在管理方面的信息化应用，从而建立一个面向工业企业的包含从设计到管理的整体信息化解决方案，包含OA、CRM、HRM等企业管理软件。

通过这个平台，中小型企业无需自行采购硬件服务器、带宽和软件，更无需配备相关的IT专业人员，直接采用云租用的方式购买账号，按需付费，可以一站式实现设计和管理方面的全面信息化，即提升了信息化水平，又节约了信息化成本，企业整体竞争能力将会得到有效的增强。

2.4CAXA服务平台

CAXA服务平台由北京市计算中心联合北京数码大方科技有限公司（下简称CAXA）共同承建，双方共同投入近亿，用于发展工业软件在云服务平台上的应用和推广。

目前，CAXA北科院信息化服务已完成了二期建设，在功能强大的北科院信息化服务上基础上，对工业企业提供软件服务，使工业企业的社会资源实现共享化：

将软件和信息资源部署在云端，使用者根据需要自主选择软件服务；大量的信息都储存在云端，使用者可以通过云端分享他人的案例、库、标准、手册以及经验等，同时，也可将自己的成果提供到云端，实现信息共享和知识复用。

CAXA服务平台可以为制造型企业提供四方面服务：

1.软件服务:

正版软件授权：

提供质优价廉的、最新的CAXA正版CAD软件；在线培训：

提供定期软件在线培训服务和视频课件，降低软件学习门槛。

2.资源服务:

丰富的设计资源库：

4000多类零部件库全部按国家标准、机械行业标准、化工行业等行业标准制作；行业最佳实践：

丰富的设计案例库、专业应用构件库。

3.存储服务:

帮助用户实现二、三维CAD文件的轻松数据共享；并可搭配CAXA图文档软件实现数据的集中管理、Internet发布，让企业数据随需发布、安全共享、随时随地方便使用。

4.社区服务:

包括：

CAM编程服务，专业CAE分析服务，CAD渲染服务，CAD动画服务，以及三维打印服务、社区专家和论坛服务等。

2.5检测服务云平台

北京市理化分析测试中心成立于1979年，隶属于北京市科学技术研究院，主要开展食品、环境、材料、生物医药等方面的公益服务和研究工作，是北京地区具有综合理化分析方法研究与检测实力的公益型科研机构。

食品安全、产品质量安全以及环境安全关系到国民经济的发展和社会的稳定和谐，已成为各级政府工作的重点和老百姓关心的热点。

随着检测机构规模化发展、管理层级的增加，以空间虚拟化为特点的新型组织架构将成为检测行业的发展方向。

北京市计算中心联合北京市理化分析测试中心、北京市科学器材公司共同打造检测行业的检测服务云平台。

检测服务云以检测机构空间虚拟化运营和海量检测数据综合应用的服务系统建设为目标，以食品安全检测、环境安全检测为切入点，依托北京市食品安全、环境安全检测机构，构建面向服务的检测云平台。

通过凝练食品安全检测与环境检测实验室的共性需求，建立满足ISO17025并能适合不同检测实验室管理的检测流程共性技术框架；建设基于云计算架构的检测资源共享环境；提供各类检测资源、检测方法、标准等数据库群；建立动态更新机制和共享机制，实现跨地域、分布式的实验室协同工作、资源共享的联动体系。

同时，检测服务云平台具备检测数据统计分析、风险分析与信息发布等功能，并具备与其他应用服务系统的动态部署与运行能力。

2.6基于云平台的企业移动信息化平台

北京联友天下科技发展有限公司注册在海淀高科技园区，创始团队来自清华大学、斯坦福大学、北京邮电大学、北京航空航天大学等知名学校IT相关专业，汇聚了iOS开发，Android开发和WindowsPhone的开发以及产品策划、前端UI设计、App开发、后台开发、UE测试等各领域的技术精英人才。

公司自2010年初开始在移动应用领域进行产品的自主开发和项目外包，具有丰富的项目经验和设计开发能力。

针对移动互联网终端及应用市场的迅猛发展，响应企业客户在移动办公方面日益增长的需求，共建基于云计算平台的企业移动信息化平台，包含了多个企业需要的移动应用功能，包括企业移动通讯录、移动文件共享、移动即时通信系统、移动学习系统、移动考试系统、任务分配管理系统、移动手机CRM客户关系管理系统等。

企业可以根据需求进行选择，服务端设立在北京市计算中的云平台上，用户通过账户租用的方式进行部署，并通过加密的方式保证企业信息的安全性，从而以最低的成本实现移动办公。

2.7基于云平台和E-Learning的企业学习云

北京中欧互联信息技术有限公司是国内领先的E-learning系统应用解决方案供应商，知名的企业培训管理系统（LMS）整体解决方案建设总服务商，是专业从事企业培训管理咨询、软件研发、实施、技术服务的高新技术企业。

北京市计算中心和北京中欧互联信息技术有限公司合作在云平台的基础构架上开发基于云平台和E-Learning的企业学习云。

通过研究云服务模式、体系架构等创新设计与协同能力的虚拟化、服务化、综合管理技术，构建基于云平台和E-Learning的企业学习云。

目前，企业学习云已经上线运营，用户可以通过企业学习云的网页登录到系统中，运用该系统来完成培训系统管理、学习内容设计、学员能力分析、在线考试等功能。

企业学习云的平稳运行，使其不但可以以低成本交付企业培训，同时，也使得原本个人无法享受的培训，成为可能。

截止到2012年11月28日统计，用户量达到13000人。

2.8面向文化产业智慧管理的“云计算”服务系统

北京歌华科技中心有限公司是歌华集团文化创意产业技术服务和业务研发中心，是专注北京文化创意产业科技创新服务的高新技术企业。

为了响应北京市中关村管委会提出的“以信息化手段促进首都文化创意产业发展，服务中小设计企业，带动产业经济结构调整，提高产业竞争力”的要求