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工业云操作系统
伟德国际工业云操作系统(WellinOS)
日期:2024-09-28


伟德国际工业云操作系统 WellinOS

—— 让每一个工业人都可以开发工业APP

■ 概述

工业APP没有像消费APP那么火爆,低代码平台难当工业APP开发大任,都是源于当下的开发模式都需要兼具工业知识和软件开发技术的人是非常稀缺少之又少的。

15世纪古登堡印刷机发明之初,非常难以操作。要印刷一本书,需要20个工匠通力合作,一年25本的产量堪比现在同等规模软件研发团队一年的产量。到了1580年,随着新型印刷机的出现,那些操作印刷机的工匠也就是当时的高科技IT人员就逐渐消失了,取而代之的是现在的印刷工人。

是否有可能发明一种新型的软件印刷机,让四千万工业人不掌握目前专业的软件开 发技术就能开发出沉淀他们知识的工业 APP 呢?进而实现一种软件产业的社会化大分工, 从而一举解决工业软件极度缺乏的局面?

答案是肯定的。这个新型印刷机就是伟德betvlctor体育历时14年,独具匠心自主研发的工业云操作系统WellinOS4.0,它先后突破IaaS一键安装升级和自主维护,PaaS层工业APP开发运维,工业人知识经验模型化,时空数据库九合一,社会化大分工的工业APP开发模式,编程的资源调度瓶颈、内存溢出程序崩溃和为适应不同屏幕大小开发不同程序的6大难关。

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基于WellinOS平台的开发模式,使用元语言和时空数据库,可以快速实现工业APP的开发,一次开发,随处运行;针对不同的功能需求,可以通过已有功能单元组装的方式,快速复用已有的开发成果,同时,针对时刻变化的业务需求,仅需开发新的功能单元并进行组装,即可快速实现对应的功能。

此外,用户之间可以通过伟德国际工业APP云商城进行交易,不仅可以通过商城下载APP直接进行组装复用,还可以将已开发的功能上架伟德国际工业APP云商城,实现工业人知识的变现。 

从汽车产业零件标准化实现生产效率大幅提升,到组装要求的降低和社会化分工的普及,都是伟德国际工业云操作系统这一信息时代新型软件印刷机的创新源泉,这是一款真正落地的工业云操作系统,零件化的功能单元可以让每一个工业人不需要掌握专业软件开发技术,就可以随心所欲地在自己的手机或电脑上开发工业APP 

针对不同的开发平台和使用场景,包含以下版本,使用时根据平台和功能选择对应的版本即可: 

· 伟德国际基石操作系统:为云操作系统量身打造的在计算节点和设备上直接安装的单机操作系统,主要用于给伟德国际工业云操作系统提供底层支持。

· 伟德国际工业云操作系统-云版:主要用于服务器,云计算,边缘计算场景,规模可以按需进行伸缩,是一个建立在伟德国际基石操作系统之上的分布式操作系统,云版操作系统分为三层:IAAS 层,PAAS 层,APP 层。

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- IAAS层管理下层各种异构的计算机节点,构建资源池,为上层PAAS服务和APP提供资源容器。

- PAAS层在 IAAS 层上构建应用程序开发运维的平台服务,助力开发人员能够快捷地开发出各种单机和分布式应用程序,并能够方便地在平台上对应用程序进行部署、运行、监控、诊断。

- APP层包括用户开发的各种单机和分布式应用程序,这些应用程序运行起来可以对外提供服务,供外部用户使用。

· 伟德国际工业云操作系统-端版:用于各类个人计算机、移动终端上,不同的终端类型会提供不同的云操作系统版本,包括个人计算机版本和移动终端版本,在任意终端上都能运行。

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· 伟德国际工业云操作系统-嵌入式微云版:主要用于各种嵌入式设备和控制器上。

■ 产品特性

· 工业云操作系统:突破IaaS层的一键安装、升级和自主维护的难关

- 一键安装、简易运维:400MB的安装包包含完整云功能,配置IP一键安装,提供可视化的运维管理工具,非IT技术人员也能轻松运维。

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- 资源规模自由扩展:伟德国际工业云内支持资源组、节点、主备数据区的自由扩展,满足不同项目、不同阶段硬件资源的需要。

- 多副本存储、无扰切换:支持多副本冗余存储,支持多副本自动无扰切换,无论存储层还是计算层还是接入层出现异常,都不影响客户端的正常使用,支持进程自动恢复,具备高可用性,支持读写分离,负载均衡。

- 在线升级、版本兼容,真正实现永不停机:支持滚动升级,升级无需停止服务,同时以资源组为单位,新旧版本可在同一个云中同时提供服务,无论是系统数据还是通信协议都能实现兼容。

- 云边端互联互通,无限灵活的数据传输:提供接入网关与传输网关,多云互联、云端互联、嵌入式微云与云互联都能胜任,满足用户灵活多变的使用需求。 

- 满足等保三级要求的高安全性:满足等保三级和部分四级的要求,全方位保护数据财产的安全,支持审计功能,实现操作留痕,全程可追溯。

· 数字孪生:突破孪生技术理论和应用难关,让工业人自主完成知识转化为APP

- 业务主导的真正的数字孪生:由业务主导而非IT主导的真正的数字孪生,由更懂业务的业务人员开发。

- 事物空间属性的孪生:万事万物都具有空间的本性,物的空间属性描述物体的形状和空间位置;时间的空间属性描述事件发生的位置和影响范围,人的空间属性则是人物的空间形状和所处位置,组织的则是组织所处的空间位置。

- 事物时间属性的孪生:万事万物都具有时间的本性,在WellinOS中,通过三种时态对象来表达事物时间属性的孪生,分别是计划对象、实时对象、历史对象,分别用来表达对象的未来、现在和过去的状态。

- 事物的孪生:基于时空本质 WellinOS 提供了数字孪生新方法,通过时空数据库提供多种对象类型对客观世界的万事万物进行孪生。

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· 时空数据库:突破多种数据库应用的各种挑战,自研时空数据库的九库合一能力

- 多模数据对象化数据库:业务工程师孪生出来的主要有两类,模型和对象,对象又分实时对象、历史对象和计划对象,模型存放到模型库中,实时、历史、计划对象分别存放到实时库、历史库和计划库中,对于非结构化的属性如:图片、视频、文件等,为了提高存储和访问的性能,将这些非结构化数据存储到时空数据库的不同子库中。

- 时空库的两种形态:云上的时空库的九个库,每个都是一个独立执行进程,而客户端和嵌入式的每一个库则只是一个动态链接库,对于开发者来说,在端上和云上访问时空库的方式是高度一致的。

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- 简单易行的访问方法:提供一套等同于SQL访问关系库的查询方法供工业人更直观地在库中访问孪生对象,时空库支持创建(Create)、删除(Delete)、查询(Query)、更新(Update)、订阅(Subscribe)函数访问时空数据库。

- 广泛地支持订阅方式:时空数据库是完全支持事件驱动的方式,开发者可以订阅每个数据对象的任何一个属性或成员的变化,系统支持毫秒级的变化响应速度,降低数据库的遍历负载,实时性能更高。

- 支持分布式事务:时空数据库系统提供了全局事务管理器,采用两阶段提交(2PC)的技术实现分布式事务。

- 高可用性:主节点异常时,在从副本中选出主副本,异常节点恢复后将作为从副本同步主副本的数据;从节点发生异常待恢复后,也将同步主副本的数据,保证时空库的高可用性。

- 负载均衡:所有任务请求都经过集群的任务配送中心进行接入,内部执行负载计算后进行调度,避免任何单一资源的过载,最大限度上满足高并发的需求。

- 横向扩展:集群调度服务可以根据需求动态地增加或减少节点。通过增加更多的节点,可以提高时空数据库的处理能力和存储容量。

· 功能单元:突破传统exe形态紧耦合、不易扩展难关,创新提出零件化功能单元为APP社会化分工奠定基础

- 全新的功能开发运行模式:区别于传统软件的exe带着若干dll的开发和运行模式,在WellinOS中则是将产品细分为多个功能单元(简称FU),每一个功能单元实现一小部分功能,最终通过一个根功能单元和多个子功能单元组成最终的产品,这样的特性使得这些功能单元通过数据库(功能单元库)就能进行管理。


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- 硬件物理机环境的无关性:不需要考虑硬件环境,可以在云环境、嵌入式设备、个人PC 机、移动端设备上运行。

- 单机操作系统的无关性:基于 WellinOS 开发的功能单元,不需要考虑操作系统,支持在各种操作系统上运行,包括:WindowsLinuxmacOSAndroidIOSHarmonyOS 等。

- 屏幕大小的无关性:引入的概念,实现了一种新型的人机交互方式,通过这种方式开发界面应用程序,不需要考虑设备屏幕的大小,一个客户端界面功能单元可以在 PC、平板、手机、触摸屏等多种终端运行展示。


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- 高性能:功能单元数据库将功能单元对象作为数据进行集中管理,可以管理所有功能单元对象,便于查询和维护,有效支持复杂业务功能的小粒度功能单元的海量化部署运行,确保系统在高负载下的稳定性和扩展性。

- 高可用:即使有一个或多个节点发生故障,数据仍然可以从剩余的副本中恢复,保证系统可以在不影响用户使用的情况自动处理单点故障。

- 负载均衡:客户端请求发到功能单元库后,会将用户请求智能地路由到当前负载较轻的服务节点上,以优化资源利用、最大化吞吐量、最小化响应时间。

· 元语言-开启业务工程师开发APP之旅

- 简单易学、降低门槛:轻松上手的语言,语法简单易学,更是支持多国语言关键泚,支持多国语言编程,即学即用,不需要掌握复杂的IT技术,无需对资源进行分配调度就能上手开发工业客户端、后台APP

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- 一处开发、到处运行:基于元语言开发的应用可以跨操作系统:WindowsLinuxmacOSAndroidIOSHarmonyOS 等,支持各种终端设备:PC、平板、手机、触摸屏等,无需维护多套代码。

- 执行高效、稳定可靠:元语言是编译型语言,但兼具解释型语言语法简单的特点,执行速度快,功能强大;编译调试过程中可以提前发现并修改错误,运行阶段表现出高稳定性和可靠性。

- 基于元语言开发客户端应用:伟德国际工业云操作系统的通过数字孪生技术,以元语言为,实现了人在纸上写字和画图的过程,从而让工业人开发人机界面程序易如反掌。

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· 安全与审计-牢不可破的安全管理体系

- 三权分立的安全体系:云操作系统的管理分为系统管理、安全管理、审计管理,从体系结构上也将三个系统分离成系统管理中心、安全管理中心、审计管理中心三个系统,管理用户上也分为系统管理员、安全管理员、审计管理员三类用户,每类用户可以操作对应的功能,实现避免超级管理员权限的滥用,达到三权分立、各行其责、相互制约的目的。

- 安全的数据通信:针对跨节点通信均采用 Kerberos 协议对传输的数据进行通信加密,保证了数据在传输过程的数据的机密性和完整性。

- 多重高效的权限鉴别:同时支持自主访问控制和强制访问控制,自主访问控制是以独创的锁-钥匙理论为基础,辅助以 RBAC 权限模型,DET 安全模型,实现了灵活的权限配置和高效的权限鉴别,强制访问控制则是基于安全标记的相关理论,设置系统内部的所有主体与客体安全标记,设置以 BLP Biba 两种策略为理论支撑的安全级别参数,达到对重要数据访问控制。

- 深层次系统防护:基于 LSM 技术框架实现了在 linux 内核层面的安全增强,将应用程序白名单和黑名单的功能与 LSM 技术串联整合,对外提供了系统防护配置功能,客户可以根据要求配置程序白名单或黑名单。

- 可信的系统:基于 linux 定制化的系统,定制化的 linux 系统利用 linux 内核的 IMA 技术结合可信芯片,实现了基石操作系统可信启动,当系统或进程程序被篡改或破坏,伟德国际工业云操作系统会触发报警。

- 全方位审计:支持从底层操作系统到云操作系统到业务数据层面的全方位审计,在业务数据方面审计支持针对某一个数据对象或字段的审计,可以根据需要对关心的重要数据对象进行单独审计策略配置。


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■ 产品功能

· 工业云操作系统

- 云边端架构:通过整合云边端三个层次的计算机资源,提供基础的存储,计算和网络通信能力,为用户的云边端业务应用提供跨越云边端三个层次的运维和部署服务,适配集团-工厂-车间多级部署场景。

- 基石操作系统:基石操作系统是伟德国际基于开源 Linux 定制的单机操作系统,具备广泛的硬件支持、高安全性和高性能的特点,主要用于给伟德国际工业云操作系统提供底层支持。

- 云系统安装:部署于基石操作系统之上,可视化一键安装,即拥有数据库、中间件和操作系统,易部署易运维。

- 云资源管理:数据区运行容器能够支持CPU,内存,磁盘,网络资源的隔离和管理,与私有云基于虚拟机的方式相比,性能损耗小,部署也比较灵活,可随意扩容。

- 云系统监控:可提供弹性云主机CPU、内存、磁盘等性能指标,探测服务可用性,并支持针对监控指标设置告警规则,让用户能够实时了解资源的使用情况,迅速感知业务状态。

- 在线无扰升级:系统支持在线一键升级,升级过程中业务无感知,不影响业务运行。

- 高可用机制:主备系统相互自动切换机制,具备灾害恢复后,快速恢复运行的能力。

- 故障性能信息分析:日志收集、保存、查询分析与日志告警为一体的综合管理系统,运维人员能够多维度分析系统运行状况,支持实时运维报警,及时地将异常信息发送给运维责任人,支持黑匣子功能,记录服务异常前的操作信息。

- 可视化运维管理:提供运维管理客户端工具,通过可视化界面展示资源与服务的运行状态,配置运维信息,轻松运维。

· 数字孪生

- 时空对象孪生:时空对象的描述包括空间坐标系、时间坐标系、位置、形状。空间坐标系作为时空对象的空间参考,位置是时空对象在空间坐标系内的具体位置,形状是时空对象的几何形状。时间坐标系为时空内的事物对象提供时间基准。

- 业务数据对象孪生:WellinOS 支持业务对象建模、实例化配置、实例化对象过程。能够创建业务物模型、业务人员模型、业务组织模型、业务岗位模型。

- 时序数据对象孪生:提供孪生变化频率高的时序数据对象,包括单灵敏时序物对象、多灵敏时序物对象、时序事对象。

- 空间物对象的孪生:面向图形显示、CADBIMGIS 提供多种类型的空间物对象,空间物对象在空间数据库中存储,在处理业务对象的几何信息时通过对象的关联属性能够查询到空间物对象获得几何信息。

- 资源对象的管理:资源对象提供了一种通过对象来管理非结构化的静态数据,例如文本、图片、视频等。

- 关系(边)对象:对象间的关系孪生为边对象,在一些多级关联的深度场景中,通过边对象能够快速遍历关联路径。

- 视频对象的孪生:摄像头孪生成视频对象,通过视频对象能够播放实时视频,视频对象能够存储视频文件形成历史视频,需要时可回放历史视频。

- 接口物对象的孪生:通讯链路封装为接口物对象,通过接口物对象与外部系统建立通讯链路,进行通信交互,支持第三方系统进行数据交互,支持HttpTcpMqttSerialSQLFile等接口通信协议。

- 安全对象的孪生:WellinOS 提供了符合安全等保规范的安全对象:用户、用户组、角色、安全标记、域型、机密性锁、完整性锁、权限锁、钥匙等,用于实现安全权限的控制。

· 时空数据库

- 数据存储:支持结构化、非结构数据存储,支持时间、空间属性,支持四大类3种时态;采用高效数据压缩技术,大大降低存储成本,数据存储能力强大;数据集群化分布式存储,显著提高数据安全性。 

- 数据访问:支持模型和对象方式,支持时间和空间属性,支持时间和空间的父子,对象支持256个成员、50余种数据类型,内置模型库、资源库、实时库、计划库、历史库、图关系库、功能单元库,便于数据访问,支持类SQL接口访问,并支持订阅功能。 

- 分布式事务:在分布式架构上支持严格模式和非严格模式的事务功能,确保分部署模式下时空数据库ACID

- 数据审计:根据数据的审计策略,产生审计日志。

- 数据传输:支持数据集团、工厂间进行数据传输,支持云-云、云-端之间的数据传输。

- 数据交互:支持第三方系统进行数据交互,支持HttpTcpMqttSerialSQLFile等接口通信协议。

· 功能单元库

- 支持部署运行功能单元,即创建、删除三种类型的功能单元(简称FU)对象,固定端 FU、客户端FU、云 FU

- 支持远程部署运行,即端远程到云上创建功能单元对象,云远程到端上创建功能单元对象。云远程到另一个云上创建功能单元对象

- 支持三种功能单元对象列表信息、属性参数、成员的查询、修改、订阅

- 支持功能单元的接口调用,主要指客户端功能单元与云后台功能单元之间的远程调用,实现前后端分离

- 支持功能单元调用 APPModule,实现脚本复用

- 支持分布式事务控制,包括开启事务、提交事务、回滚事务

· 元语言

- 轻松上手的编程语言,语法简单易学,即学即用

- 封装了计算机资源,无需对资源进行分配、调度

- 支持丰富的数据类型、函数库,满足业务应用的数值计算

- 支持多国语言混合编程,支持多语言关键字

- 既可以开发客户端,又可以开发后台功能

- 异常捕获机制(数组越界、类型不匹配),防止崩溃

- 自动内存管理,不需要用户手动操作内存,减少内存泄漏

· 安全审计

- 通过用户/角色管理,对应的权限信息可以直接分配给创建的这些用户,也可以通过创建权限合集的方式,一起来分配给用户

- 基于客观世界的锁-钥匙现象独创锁和钥匙对象,用来表征权限

- 基于等保三级要求为每一个主体或客体分配一个安全标记,实现强制性鉴权

- 基于 DTE 安全模型 增加了型域关系的管理。DTE 安全模型在WellinOS 中的体现是域型交互表

- 标准的安全的算法对证书和密钥进行加密存储,客户可以按照需要将安全等级较高的证书和密钥存储进去,增强敏感信息的安全性

- 伟德国际工业云操作系统安全管理中心具有应用程序黑名单与白名单功能,客户可以按照需要设置程序黑名单

- 具有多重身份认证方式,基于 Kerberos 协议的认证协议和TOTP 验证方式

- 支持对数据对象的审计策略配置、系统内核的审计策略配置,可实现对高危操作的审计记录进行报警

- 收集各节点上的业务审计日志和系统内核的审计日志,通过配置报警规则实现对操作的报警推送

 

 

 

 

 

■ 部分典型案例

· 锂电行业 

- 深圳贝特瑞集团制造运营管理系统MOM项目

- 湖南中科星城MES+IOT+质量数字化系统项目

- 河北尚太集团MES+LIMS+IOT+质量数字化项目

- 江西壹金MES+LIMS+IOT+质量数字化项目

- 江苏龙蟠集团法恩莱特电解液生产基地MES+IOT项目

· 通用设备行业 

- 大连冰山松洋涡旋压缩机品质管理数字化项目

- 无锡普天铁心股份有限公司安庆工厂IOT底座项目

· 供热行业 

- 山西忻州热力集团运营调控管理自动化项目

· 制药行业 

- 江苏天士力集团天士力帝益药业设备和能源管理信息化项目

· 汽车行业 

- 中国汽车工业工程涂装产线数字孪生系统项目

· 矿山行业 

- 云南锡业集团大屯锡矿MES系统管控平台项目

· 给排水行业 

- 江苏省苏州高铁新城污水处理厂智能控制系统项目

- 连云港市自来水公司海州水厂智慧水厂示范项目 

· 船舶行业 

- 中国船舶工业集团沪东中华造船厂低温试验与北斗短报文收发系统项目

· 电子行业 

- 富士康集团观澜科技园中控室和能源站FMCS厂务监控系统项目

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■  产品试用

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■  产品白皮书

https://APPsqlowcH95412.h5.xiaoeknow.com/p/course/text/i_66eb7941e4b023c076257708

 

■  伟德国际周二10”——云上研讨会

· 伟德国际WellinOS工业云操作系统应用---KingIOT组件功能介绍及分享

· 伟德国际WellinOS工业云操作系统应用---锂电负极材料行业版KingFactory应用介绍

· 伟德国际WellinOS工业云操作系统应用---KingFactory产品在某新能源集团MES应用

· 伟德国际WellinOS工业云操作系统应用---WellinOSIOServer数据采集应用演示

· 伟德国际WellinOS工业云操作系统应用---智慧水务解决方案产品KingWater介绍及其案例

· 伟德国际WellinOS工业云操作系统应用---可视化图形开发平台WellinOS图形生成器


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