PLM系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃、優(yōu)化方法及案例分析（上篇）

PLM系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃、優(yōu)化方法及案例分析（中篇）

6 部署實(shí)施及性能調(diào)優(yōu)

    當(dāng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)完成，硬件資源采購就位后，即可進(jìn)行PLM系統(tǒng)部署實(shí)施。

    6.1 系統(tǒng)部署實(shí)施

    6.1.1 系統(tǒng)部署前準(zhǔn)備

    系統(tǒng)部署前準(zhǔn)備準(zhǔn)要是指為系統(tǒng)部署工作的準(zhǔn)備過程，主要包括以下部分內(nèi)容：

    ●準(zhǔn)備系統(tǒng)部署操作文檔（手冊）、系統(tǒng)部署計(jì)劃表，范例見表3；

    ●檢查硬件環(huán)境是否安裝就位，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，磁盤空間是否充足；

    ●檢查操作系統(tǒng)是否安裝到位，補(bǔ)丁是否更新；

    ●檢查操作系統(tǒng)用戶、組織是否設(shè)置正確；

    ●檢查服務(wù)器端第三方軟件是否安裝就位；

    ●檢查PLM系統(tǒng)許可證是否正確可用；

    ●如果是升級(jí)系統(tǒng)，需要同業(yè)務(wù)部門溝通好停機(jī)時(shí)間，并下發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)停機(jī)通知；

表3 PLM系統(tǒng)部署檢查表

    6.1.2 系統(tǒng)部署前驗(yàn)證

    在生產(chǎn)環(huán)境PLM系統(tǒng)部署前，必須經(jīng)歷系統(tǒng)部署實(shí)施驗(yàn)證。一般至少要進(jìn)行2輪系統(tǒng)部署驗(yàn)證，并嚴(yán)格按照系統(tǒng)部署文檔操作。如果在系統(tǒng)驗(yàn)證階段出現(xiàn)任何意外的錯(cuò)誤信息，必須記錄在部署文檔當(dāng)中，以備排查系統(tǒng)部署錯(cuò)誤，將有可能存在的問題都一一解決。這樣，在生產(chǎn)環(huán)境正式部署的時(shí)候，過程就會(huì)比較順利。

    6.1.3 系統(tǒng)部署

    PLM系統(tǒng)部署一般遵循從下至上的原則，即先對底層的支持型組件如數(shù)據(jù)庫、卷服務(wù)進(jìn)行部署安裝，再對擴(kuò)展型、易用性組件如應(yīng)用層服務(wù)、中間件服務(wù)進(jìn)行安裝部署。對于TC系統(tǒng)而言，一般按照7步走的方式進(jìn)行：

    ●安裝數(shù)據(jù)庫軟件，建立空白數(shù)據(jù)庫；

    ●安裝基礎(chǔ)版本的TC系統(tǒng)軟件，卷服務(wù)器，業(yè)務(wù)模型；

    ●安裝TC系統(tǒng)補(bǔ)丁；

    ●安裝企業(yè)服務(wù)器及中間件服務(wù)器；

    ●安裝分發(fā)服務(wù)器及其他擴(kuò)展應(yīng)用服務(wù)（全文檢索、可視化協(xié)調(diào)、分布式處理等服務(wù)）；

    ●部署二次開發(fā)程序；

    ●系統(tǒng)綜合測試

    6.1.4 系統(tǒng)部署后處理

    在生產(chǎn)環(huán)境部署成功后，需要根據(jù)使用環(huán)境，設(shè)立不同的計(jì)劃任務(wù)和警報(bào)器。正確合理的設(shè)定維護(hù)計(jì)劃任務(wù)，是維持PLM系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。本文列出了幾條關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，供讀者參考：

    ●系統(tǒng)定期自動(dòng)備份腳本；

    ●定期重啟應(yīng)用層服務(wù)的計(jì)劃任務(wù)；

    ●定期重啟中間件服務(wù)的計(jì)劃任務(wù)；

    ●意外當(dāng)機(jī)后，自動(dòng)恢復(fù)服務(wù)的腳本；

    ●故障遷移集群（如存在）的錯(cuò)誤報(bào)警與自動(dòng)恢復(fù)腳本；

    ●PLM系統(tǒng)與上下游數(shù)據(jù)接口錯(cuò)誤檢查器；

    6.1.5 錯(cuò)誤處理預(yù)案

    部署PLM系統(tǒng)，特別是在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上升級(jí)部署操作時(shí)，可能會(huì)遇到不可預(yù)料的問題。為了使得PLM系統(tǒng)順利部署成功，需要系統(tǒng)各個(gè)層面（各個(gè)服務(wù)組件）的人員進(jìn)行緊急磋商，建議至少4人以上參加。對安裝部署錯(cuò)誤進(jìn)行分級(jí)，討論是否可以在有限的停機(jī)時(shí)間內(nèi)解決錯(cuò)誤并完成部署。如能完成，則需做好兩手準(zhǔn)備，即分兩組人分別進(jìn)行錯(cuò)誤問題處理及系統(tǒng)回退準(zhǔn)備。如錯(cuò)誤無法在停機(jī)時(shí)間內(nèi)解決，則需要對系統(tǒng)進(jìn)行回退操作，排查并處理錯(cuò)誤后，再次尋找停機(jī)時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)部署。

    6.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試

    在PLM系統(tǒng)正式上線服務(wù)前，需要進(jìn)行穩(wěn)定性測試。PLM實(shí)施工程師應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同企業(yè)的使用場景，撰寫UAT測試文檔。對于僅支持C/S架構(gòu)的系統(tǒng)，需要組織關(guān)鍵用戶，對系統(tǒng)進(jìn)行全方面的測試。對于具備B/S架構(gòu)的PLM系統(tǒng)而言，除了組織關(guān)鍵用戶進(jìn)行UAT測試外，還需要對其中間件服務(wù)進(jìn)行壓力測試。推薦使用LoadRunner等第三方測試軟件模擬上下班時(shí)期用戶登錄、保存操作高峰場景，突發(fā)性大數(shù)據(jù)量讀取，大數(shù)據(jù)量檢索等場景。測試結(jié)果需要記錄備案，作為系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)的設(shè)計(jì)輸入。

    6.3 系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)

    PLM性能調(diào)優(yōu)主要包括服務(wù)器性能調(diào)優(yōu)和客戶端性能調(diào)優(yōu)兩方面，本文主要針對TC四層環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行說明。

    6.3.1 服務(wù)器端性能調(diào)優(yōu)

    以TC系統(tǒng)四層架構(gòu)為例，服務(wù)器端性能調(diào)優(yōu)應(yīng)當(dāng)按順序注重以下幾點(diǎn)：

    1)數(shù)據(jù)庫參數(shù)優(yōu)化：SGA大小、Process數(shù)、Open_course大小、Session數(shù)等；

    2)數(shù)據(jù)庫索引優(yōu)化：包括定期執(zhí)行數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)性能分析（ADDM）服務(wù)，定期檢查并更新數(shù)據(jù)表索引等；

    3)優(yōu)化FMS服務(wù)器：最大化利用內(nèi)存來做FSC組件的高速緩沖，合理配置FMS啟動(dòng)參數(shù)，讓客戶端連接網(wǎng)絡(luò)路徑最短的FSC服務(wù)器；

    4)應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)IO參數(shù)優(yōu)化，JAVA啟動(dòng)參數(shù)優(yōu)化（如基于JAVA環(huán)境），關(guān)閉調(diào)試信息日志及調(diào)整池服務(wù)管理器的暖進(jìn)程數(shù)量和縮短進(jìn)程最短響應(yīng)時(shí)間；

    5)調(diào)優(yōu)中間件服務(wù)：使用64位Jrockit JAVA虛擬機(jī)，合理分配JAVA虛擬機(jī)的Heap大小，設(shè)置并行GC策略并設(shè)置GC為吞吐量優(yōu)化；

    6)調(diào)整TC系統(tǒng)參數(shù)：關(guān)閉TC_SLOW_SQL分析，設(shè)置XML消息回傳消息為最大值，提高tcserver進(jìn)程自動(dòng)內(nèi)存回收閘值；

    6.3.2 客戶端性能調(diào)優(yōu)

    TC四層客戶端包括B/S架構(gòu)的客戶端和C/S架構(gòu)的客戶端。

    ●B/S架構(gòu)性能主要取決于瀏覽器解析能力，推薦使用Chrome或FireFox來代替IE瀏覽器，已獲得更高的性能；

    ●C/S架構(gòu)客戶端性能優(yōu)化要點(diǎn)：

    1)提高JAVA虛擬機(jī)的Heap大小，并將Xmx和Xms設(shè)置為相同值；

    2)調(diào)整GC策略，將Java GC時(shí)間間隔延遲至3600s；

    3)經(jīng)常整理磁盤碎片，保持系統(tǒng)可用內(nèi)存在2G以上；

    4)安裝經(jīng)官方認(rèn)證的顯卡驅(qū)動(dòng)程序；案例分析

7 項(xiàng)目情況

    7.1 項(xiàng)目簡介

    某知名客車企業(yè)為了滿足更大的業(yè)務(wù)需求，從2013年開始，深化擴(kuò)展PLM系統(tǒng)應(yīng)用，并對PLM系統(tǒng)進(jìn)行大版本升級(jí)。由原TC8.1+Oracle11g+Weblogic11g升級(jí)為TC8.3+Oracle11gR2+Weblogic12c的平臺(tái)。在現(xiàn)有PLM系統(tǒng)架構(gòu)上，又增加了負(fù)載均衡集群、故障遷移集群的功能。系統(tǒng)功能上，增加了全配置BOM，平臺(tái)化設(shè)計(jì)等功能模塊。系統(tǒng)接口上，增加了與RCC、ERP、SRM系統(tǒng)的接口。

    7.2 需求整理

    PLM實(shí)施人員按照本文提出的需求分析方法對未來業(yè)務(wù)場景做了系統(tǒng)需求分析整理。發(fā)現(xiàn)原PLM系統(tǒng)經(jīng)過2年的運(yùn)行，數(shù)據(jù)庫及卷文件已包含大量垃圾數(shù)據(jù)，并且基礎(chǔ)架構(gòu)有諸多不合理之處。同時(shí)，考慮到人服務(wù)器與主要用戶群在異地，網(wǎng)絡(luò)通過專線光纖，因此需要對系統(tǒng)資源進(jìn)行重新調(diào)配。需求調(diào)研的主要參數(shù)詳見表4：

表4 某公司主要需要參數(shù)

    7.3 原系統(tǒng)架構(gòu)解析

    為應(yīng)對TC版本升級(jí)及大量新業(yè)務(wù)引入對系統(tǒng)性能的沖擊，實(shí)施人員對原PLM系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行分析。原系統(tǒng)架構(gòu)圖請參見圖8。

圖8 某公司原PLM系統(tǒng)架構(gòu)

    從架構(gòu)圖中可以看出，原系統(tǒng)雖采用TC四層架構(gòu)，但是中間層和應(yīng)用層和分發(fā)服務(wù)放在同一臺(tái)硬件服務(wù)器上，缺少負(fù)載均衡和故障遷移集群。實(shí)際使用過程中，中間件經(jīng)常因IO錯(cuò)誤中斷，導(dǎo)致控制臺(tái)無法登陸，客戶端響應(yīng)緩慢等問題。經(jīng)過SPEC查詢，TCapp1和TCDBsvr兩臺(tái)IBM X3850 X5的SiR均為334。但是根據(jù)每用戶的SDR來看，tcapp1硬件服務(wù)器的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所需的SDR值，但是因架構(gòu)不合理，資源使用情況不足，網(wǎng)絡(luò)和磁盤IO負(fù)載巨大，造成應(yīng)用服務(wù)的瓶頸。并且，由于缺少高可用性集群，一旦任何應(yīng)用層的服務(wù)組件出現(xiàn)問題，即會(huì)造成生產(chǎn)環(huán)境停機(jī)。

    7.4 系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

    配合某企業(yè)虛擬化的進(jìn)程，同時(shí)，考慮到未來人員、數(shù)據(jù)增長對系統(tǒng)性能可能帶來的沖擊。新系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)初期，就以具備高可用性及故障遷移的四層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，測試將其中一臺(tái)X3850服務(wù)器增加內(nèi)存，并劃分為3臺(tái)虛擬服務(wù)器（分別為tcapp1、tcapp2、tcweb）。優(yōu)化后的系統(tǒng)架構(gòu)詳見圖9。

圖9 優(yōu)化設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)架構(gòu)

    經(jīng)測試，基于虛擬化的服務(wù)器平臺(tái)，系統(tǒng)IO速度較硬件服務(wù)器環(huán)境快40%左右。因此將虛擬化的tcapp1與tcapp2作為應(yīng)用服務(wù)器，并在其上分別對等的布置有weblogic集群服務(wù)和應(yīng)用層服務(wù)器，利用weblogic提供的集群和TC EntERPrise服務(wù)器提供的TreeCache技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高可用性集群和故障遷移能力。未來還可以根據(jù)資源負(fù)載情況，不斷增加tcapp3、tcapp4...等虛擬服務(wù)器加入集群，在不停機(jī)的情況下就能滿足業(yè)務(wù)增長的需要。

    tcweb則作為weblogic集群的統(tǒng)一入口點(diǎn)，并架設(shè)有tc分發(fā)服務(wù)器及weblogic、應(yīng)用服務(wù)器的管理控制臺(tái)程序。tcdbsvr及tcvolsvr服務(wù)器因資源充裕負(fù)載較小，保留不變。

    另外，主要設(shè)計(jì)人員和服務(wù)器分別架設(shè)在異地廠區(qū)。雖然中間網(wǎng)絡(luò)使用千兆專線光纖鏈接，但是卷文件傳輸還是會(huì)受到光纖轉(zhuǎn)發(fā)器性能瓶頸的影響，造成文件傳送延遲，打開大文件反應(yīng)慢的問題。未解決此問題，實(shí)施人員在設(shè)計(jì)人員所在廠區(qū)的局域網(wǎng)內(nèi)，加設(shè)一臺(tái)FSC Cache服務(wù)器，提供卷高速文件緩存服務(wù)。對于中間層數(shù)據(jù)而言，均為輕量化的數(shù)據(jù)流且對數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性準(zhǔn)確率要求較高，不加設(shè)緩存服務(wù)。

    7.5 系統(tǒng)部署實(shí)施

    通過部署測試結(jié)果分析，系統(tǒng)升級(jí)停機(jī)時(shí)間需要30小時(shí)。經(jīng)與業(yè)務(wù)部門溝通，PLM項(xiàng)目組將系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間安排在周六下班后進(jìn)行。由PLM實(shí)施顧問，實(shí)施工程師，IT技術(shù)人員，硬件維護(hù)人員連夜奮斗，共同在周日20點(diǎn)完成系統(tǒng)部署。經(jīng)過一個(gè)月的運(yùn)行，系統(tǒng)狀態(tài)良好（見圖10、圖11）。

圖10 應(yīng)用層服務(wù)器負(fù)載均衡運(yùn)行狀態(tài)良好

圖11 中間件服務(wù)負(fù)載均衡、高可用性運(yùn)行狀態(tài)良好

8 結(jié)論

    本文介紹的PLM系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，包括需求分析，架構(gòu)設(shè)計(jì)，服務(wù)器資源分配，硬件采購，部署實(shí)施及性能優(yōu)化等一系列辦法。為企業(yè)順利實(shí)施PLM項(xiàng)目提供了詳細(xì)的可操作說明，值得在其他PLM項(xiàng)目中推廣應(yīng)用

    名詞解析：

    [1]PLM：(product lifecycle management)產(chǎn)品生命周期管理。根據(jù)業(yè)界權(quán)威的CIMDATA的定義，PLM是一種應(yīng)用于在單一地點(diǎn)的企業(yè)內(nèi)部、分散在多個(gè)地點(diǎn)的企業(yè)內(nèi)部，以及在產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域具有協(xié)作關(guān)系的企業(yè)之間的，支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人力資源、流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息。

    [2]TeamCenter系統(tǒng)：Teamcenter軟件提供了一整套全方位的數(shù)字化生命周期管理解決方案，使您能最大限度地發(fā)揮您的產(chǎn)品知識(shí)，并利用它在產(chǎn)品生命周期中的每一個(gè)階段提高盈利能力和生產(chǎn)效率。Teamcenter 將人員、流程與知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來，從而激發(fā)創(chuàng)造力并提高生產(chǎn)效率。Teamcenter 在開放式PLM基礎(chǔ)架構(gòu)之上，為數(shù)字化生命周期管理提供了一整套完善的解決方案。

    [3]SOA：SOA(Service-Oriented Architecture)，面向服務(wù)架構(gòu)，它可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。服務(wù)層是SOA的基礎(chǔ)，可以直接被應(yīng)用調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。

    [4]SDR：Server Demand Rate，服務(wù)器性能需求參數(shù)；

參考文獻(xiàn)：

    [1]Teamcenter Deployment Guide 8.3，Manual Revision J，2010．

    [2]Siemens TeamCenter Help 8.3

    [3]龍永義，大型復(fù)雜PLM系統(tǒng)性能及穩(wěn)定性優(yōu)化策略與案例分析，西門子2013年會(huì)內(nèi)部資料

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