基于云技术的云南香料烟生产收购应用及评价研究

基于云技术的云南香料烟生产收购应用及评价研究

余广宏 ,彭浩, ,王国栋 ,范正瑞, ,吴贵成, ,车禹 ,张云辉 ,扈昱

云南香料烟有限责任公司  云南 保山  678000

摘要：以云南保山香料烟生产收购实践应用为例，将云技术运用于烟叶生产收购过程，建立基于“一个中心、一个层级”的即时数据管控系统，能有效减少硬件投入和收购期间的信息化维护成本，提升收购数据的稳定性和安全性，有效防范人为不规范操作的风险。烟叶收购系统采用云技术后，资源池化，并按需提供服务，获得较好使用效果。

关键词：云技术 烟叶收购 成本 安全 风险

Study on the application and evaluation of Yunnan Oriental Tobacco Production Acquisition based on cloud technology

YU Guanghong，PENG Hao，WANG Guodong，FAN Zhengrui，WU Guicheng，CHE Yu，ZHANG Yunhui，HU Yi

（Yunnan Oriental Tobacco Co. , Ltd. Baoshan 678000, China）

Abstract: Taking the purchasing practice of Baoshan Oriental Tobacco production in Yunnan Province as an example, cloud technology was applied to the purchasing process of tobacco production, and an instant data management and control system based on “One center and one level”was established, it can effectively reduce the hardware investment and the cost of information maintenance during the acquisition, improve the stability and security of the acquisition data, and effectively prevent the risk of man-made irregular operation. After adopting cloud technology, the tobacco leaf purchasing system can pool resources and provide service on demand, and obtain better use effect.

云南作为全国烟草行业最主要的烟叶生产基地，近几年产量几乎占全国烟叶生产总量的一半，随着烟草行业高质量发展的需要，生产方式、生产模式、科学技术也在不断创新发展，某个环节对一些新技术的应用显得尤为突出，如烟叶收购数据关乎烟农结算和烟叶专卖，其产生的准确性和及时性至关重要。但是从现行的烟叶收购模式看，由于云南省烟叶种植区域多是欠发达地区和边穷地区，基础条件差，收购过程中经常遇停电、网络不通等突发情况，造成收购终端的收购数据损坏，恢复非常困难，同时还可能造成监管上的漏洞；另外，由于信息化设备系统的专业性较强，每个县（区）至少需要安排一名维护人员进行维护保障，较偏远的烟叶收购点还需单独配置维护人员，导致信息化维护费用较高。目前，随着我国4G、5G等信息化基础设施的快速发展，云技术、物联网等各种新兴信息技术的不断推广落地，烟草行业目前已开始逐步在烟叶生产各项业务中探索应用云计算技术，但仍处于初级阶段。如何应用云技术在烟叶生产收购中提升数据的即时性、安全性，进一步提升效率、降低成本，已成为当前新的发展问题。

2010年，国家烟草专卖局（公司）在全国推行统一的收购软件系统，不得再实行线下收购，全国烟叶收购全面进入信息化管控时代。目前根据区域不同，烟叶生产收购数据架构主要采用两种模式，一是基于集中式的传统收购模式，即：各烟叶收购点使用终端电脑收购，收购数据即时和延时传输到各收购主体单位的服务器，然后依次逐级上报；二是采用分层式的BS收购模式，即在各收购站点的县级分公司架设二级服务器，收购数据先传输到二级服务器，再传送到各收购主体单位一级服务器，这两种模式都是为确保收购数据更加稳定和安全。本文以云南香料烟有限责任公司烟叶收购云技术推广应用情况为例，分析了烟叶生产中应用云技术的可行性及前景，以期早日使该技术对未来烟叶收购模式的优化有所借鉴，使烟叶收购工作管理流程化、规范化和科学化，大幅度提高工作效率和管理水平。

1  研究对象与方法

1.1.研究对象

1.1.1 传统烟叶生产收购模式

烟叶收购站点每条收购线配置一台个人桌面计算机，用于连接鼠标键盘、电子秤、身份证阅读器、票据打印机、标签打印机、音箱、等级和分类码输入器等收购外设，并运行统一的行业烟叶收购程序，同时选择收购线上的一台个人桌面计算机作为站点收购数据库服务器，用于保存和传输站点收购数据；每条收购线均配一名计算机操作人员，负责操作行业烟叶收购软件,完成烟农刷卡、烟包过磅确认和票据打印等工作；部分收购站分时分点收购的，还需搬迁收购设备，进行流动收购。

1.1.2 基于云技术烟叶收购模式

借助云桌面、物联网、4G网络等信息化技术，在中心机房搭建一个站点收购桌面资源池；按照安全、系统运行环境要求制作统一的系统模板，并以系统模板为基础，从收购桌面资源池快速虚拟出多台个人桌面计算机系统，每条收购线对应一台；烟叶收购站点版软件部署、运行于虚拟的个人桌面计算机系统上。另外，在中心机房搭建一个站点收购服务器资源池，从收购服务器资源池虚拟出多台服务器系统，每个站点对应一台,并按安全、系统运行环境要求配置;烟叶收购站点数据库、传输软件部署、运行于虚拟的服务器系统上，实现站点收购数据处理和保存；数据库备份软件部署、运行于虚拟的服务器系统上，实现收购数据定时自动备份；统一配置访问控制权限，开放特定端口等安全策略，只允许指定桌面系统访问。在各站点收购线上，使用统一的嵌入式云终端替换个人计算机，与云终端连接鼠标键盘、打印机、身份证阅读器统一规范为USB标准接口；收购线配置一台串口服务器，用于电子秤等串口设备接入，将串口数据转换为网络数据，直接传输至中心机房虚拟的个人桌面系统上。借助虚拟桌面技术，云终端以账号登录至对应虚拟的个人桌面计算机系统，仅负责桌面显示，并与键盘鼠标、打印机、身份证阅读器、音箱进行交互操作，整个收购操作模式与之前传统收购模式保持一致，但是所有收购收购数据不再保存于站点本地。另外，站点还配置了一台4G路由器，实现专线链路故障时启用备份链路，保障云终端可以继续连接桌面资源池。

1.2 研究方法

2019年烟叶生产收购季，云南香料烟有限责任公司以梁河县5个烤烟收购点为试点，利用云技术在中心机房搭建了站点收购桌面资源池，完成13条收购线收购桌面系统部署，所有收购线使用云终端替换。2020年烟叶收购季，又搭建了站点收购服务器资源池，结合原桌面资源池，在全公司61个烤烟、晾晒烟站点，124条收购线上全面采用云技术收购模式，取得了较好使用体验，系统稳定性大幅提升，并且大大降低了运维压力。根据2019、2020、2021年产季收购效果情况，现从数据安全、系统稳定、经济效益等方面对新、旧两种收购模式进行对比。

2  结果与分析

2.1 烟叶收购数据安全性对比

图1 恢复数据处理次数

基于云技术的烟叶生产收购模式，用户操作数据都存放在数据中心，而不是在用户终端的存储设备上，这样即使用户的终端发生硬件故障或丢失，数据也不会遗失。由图1可知：2018年在烟叶生产收购过程中发生因停电、设备故障导致数据库置疑、系统重装恢复数据的事件次数为7次；2019在烟叶生产收购过程中发生因停电、设备故障导致数据库置疑、系统重装恢复数据事件次数为5次；2020年开始采用云技术后，烟叶生产收购中因停电、设备故障导致数据库置疑、系统重装恢复数据的次数为0次，数据安全性和稳定性显著高于采用传统数据存放模式。

2.2  收购数据稳定性对比

图2 烟叶收购季数据维护次数

从稳定性方面分析，在2018年烟叶生产收购季发生了约1367次与收购系统相关的维护事件；2019年烟叶生产收购季发生了1560次与收购系统相关的维护事件，其中涉及云技术收购模式试点的维护事件2次；2020年产季发生了约23次次与收购系统相关的维护事件；2021年产季发生了约15次次与收购系统相关的维护事件。因此，云技术收购模式下维修次数远低于传统收购模式。

2.3  投入成本经济效益对比

图3  烟叶收购季硬件投入费用（元/吨）

从硬件投入成本方面分析，按15000吨（30万担）烟叶收购量和124条收购线规模计算，传统收购模式下，个人桌面计算机按0.5万/台价格，需要投入62万，分摊成本为41.33元/吨；云技术收购模式下，包含云桌面服务器、云终端、4G路由器和串口转换器，需投入57.14万，分摊成本为38.09元/吨。同等条件下，云技术收购模式下的投入成本少于传统收购模式，且收购量越大，平均成本摊销就越小。

图4  烟叶收购季硬件维修费用（元）

从维修费用方面分析，按124条收购线规模计算，在传统烟叶收购模式下，根据2018-2019年产季经验，每年以5%比例更换个人桌面计算机，个人桌面计算机按0.5万/台价格，需投入3.1万/年，另外还需购买维修配件对个人桌面计算机进行维修，投入约4万/年；而在云技术烟叶收购模式下，仅在2021年发生过一次终端维修事件，维修费用约0.2元/台。因此，相同条件下，云技术收购模式下维修成本远低于传统收购模式。

3  讨论与结论

云技术是指在网络内将硬件、软件、网络等系列资源统一起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术。云技术是基于云计算商业模式应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称，可以组成资源池，按需所用，灵活便利。云技术具备广泛的市场应用前景，近些年得到了迅速的发展及普及。针对站点收购所面临的站点位置分布广、使用环境复杂、设备故障率高、收购数据安全差、软硬件兼容性、维护难度大、维护成本快速上升等各种因素，考虑借助云技术、物联网等新信息化手段，以无需改动烟叶收购软件为前提，对传统收购模式进行优化，彻底解决设备故障率高、关键数据不安全、系统稳定差、系统不兼容、管理维护差、维护成本高等存在的问题，其具体解决思路为:云计算是一种新兴的超级大规模计算方式，是以数据为中心的一种数据密集型的超级计算。云桌面，即虚拟桌面基础架构，是近年来虚拟化技术由服务器虚拟化向桌面虚拟化延伸的一个技术名称，是云计算的一种应用模式。云桌面技术采用“云+端”的模式，数据和计算集中在服务器上，用户通过PC、数据终端、平板电脑、手机等终端登录自己的桌面，可以方便的使用自己定制的服务和应用。用户操作的数据都存放在数据中心，而不是在用户终端的存储设备上，这样即使用户的终端发生硬件故障或丢失，数据也不会遗失；另一方面，当用户的终端发生故障时，也可以迅速更换另一台 ，使用虚拟桌面账户登录 ，还可以继续完成工作 ，从而保证了业务连续性。因此，云桌面技术具有信息安全、维护便捷、节能降耗、快速部署、提高设备利用率等优点。[1]

虽然传统收购模式基本可以满足收购工作，但也面临越来越多的不利因素，根据多年的收购情况反馈，主要存在五个方面的问题：一是传统收购模式下，各站点的烟叶收购数据均保存在本地个人计算机硬盘上，收购计算机使用年限长后，设备问题比较多，出现蓝屏死机等故障；站点供电等基础环境也存在不稳定因素，造成计算机突然断电关机。每年收购数据安全的问题比较突出，都会发生站点收购数据库质疑问题，需要耗费较长的时间来恢复数据。另外晾晒烟收购特点的影响，部分收购点需要多次转场收购，设备需要拆装搬运，也易引发设备故障，极端情况出现数据丢失。二是站点烟叶收购数据库放置于站点本地化，无法实现烟叶收购统一开秤、权限管控，整个烟叶收购流程中仍存在漏洞风险。另外站点收购个人桌面计算机总数众多，并接入烟草行业专网，由于使用操作人员复杂，系统的安全合规性得不到保障，无法实现统一管控。另外由于U盘接入、非授权上网等问题，存在极大的安全风险性，面临病毒感染、木马植入、非法入侵、数据泄露等安全隐患。三是站点收购所使用的计算机基本为普通个人计算机，使用年限长，运行环境差，导致设备非常不稳定、频繁出现故障，而且由于年限长，原厂配件均已经停产，维护维修困难，收购期间均出现设备故障导致影响收购进程。为保障站点收购工作，每年均需投入不少资金购买新个人计算机，或者想办法购买维修配件，并安排维护人员现场安装调试，增加了额外的维护成本。四是站点硬件未实现标准化，外设接口标准多，型号复杂，对现场使用人员要求较高，频繁出现串口故障，导致外设无法使用，影响收购进度，也增加了维护技术难度和维护成本。五是站点收购系统软、硬件故障率高，而收购场点地理位置偏远，基础环境条件薄弱，技术维护能力弱，故障且难以及时处理，每年需投入大量的技术维护力量现场处置，维护效率低，维护成本却逐年攀升。

云技术收购模式下，整个系统可用性、可维护性大大提升,主要体现在：中心机房能够提供较好运行环境，保障收购系统长期稳定运行；中心机房配备专业的技术维护人员，能够随时监控云桌面资源池的运行情况，及时处置紧急情况；用于收购的所有桌面系统均按照统一模板创建，在兼容性、安全性有充分保障，可秒级恢复系统初始状态或生产新系统，极大缩短业务中断时间；桌面管理收到了后端的数据中心，足不出户即可以对桌面镜像和相关的应用进行管理和维护[2]，收购期间出现系统升级、故障排查扥工作，由维护人员在中心端就可以完成，无需站点人员协助；对所有收购桌面系统进行统一安全管控，包括IP地址分配、杀毒软件部署、移动介质使用、互联网业务访问权限等，减少信息泄露、木马、病毒感染等安全隐患；可弹性伸缩的配置，通过对桌面的虚拟硬件资源的动态调整，可以轻松地满足在不同应用场景下对桌面性能的需求[2]；虚拟的桌面系统可以在资源池物理机集群之间迁移，不受单个硬件故障影响；站点收购线的设备统一，接口标准化，终端、串口转换器设备为嵌入式产品，可靠性高，不用担心停电损坏系统，当出现设备故障时，处理方式为整机更换，维护人员无需现场更换，既缩短故障时间，也大幅降低维护难度和成本;系统兼容性好，云技术支持各种版本的操作系统环境，无需考虑硬件兼容性问题，另外即可支持当前传统收购模式，也支持BS收购模式。

按照云技术资源集中池化，按需所用的思路，以云桌面为依托，考虑将所有收购线都集中在中心机房运行，收购数据存放在中心，提高数据安全性，方便管控，易于维护。在收购系统采用云技术后，资源池化，并按需提供服务，获得较好使用效果，但是还存在改进空间，后续还需要考虑继续优化，提供以下几点思考方向：一是根据最近两年收购故障事件统计，线缆连接故障问题还比较多，考虑加强站点收购设备及相关设备的一体化集成，尽量降低线缆连接的故障率，降低部署工作量。二是加强收购外设的智能化程度，保障数据采集、显示的可靠性。三是提升收购流程自动化率，简化操作，减少人为干预因素，分清工作责任。

随着我国现代信息化基础设施建设的快速提升云技术应用，云技术收购模式具备了全面替代现有传统模式的基础，实现收购硬性更加稳定，数据的安全性稳定性，进一步提升收购过程维护更加简洁，维护成本大幅降低，下一步工作重点应不断向烟叶收购系统“一体化、自动化、智能化”方向转型。

参考文献：

[1] 李磊.云桌面在企业中的应用.中国管理信息化.2015,18（19）：98-99

[2] 杨晓光 张晓琴.浅谈云桌面在企业中的应用.经济技术协作信息.2015.09.076