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关键词:校园网;网络管理;网络安全
1 引言
校园网是指利用网络设备、适宜的组网技术与协议、通信介质以及各类系统软件和应用管理软件,将校园内各种终端设备和计算机有机地集成在一起,并用于教学、科研、学校管理等方面工作的计算机局域网络系统。最近几年来,随着网络技术的高速发展和高等教育改革的逐年加快现代高等教育正在朝网络教学、远程教学、教育资源共享的方向发展。校园网显现了以下关键特征,促使许多高校在对校园网及其信息应用进行不断的升级改造和完善,文章将以长沙通信职业技术学院校园网的升级做为实例探讨了校园网改造的设计与实现这一课题。
2 校园网升级改造的设计与实现
2.1 长沙通信职业技术学院校园网的现状
长沙通信职业技术学院托隶属电信企业的优势,很早就组建了校园网,期间对一些关键网络设备和技术进行了更换和提升,近年来,随着学院发展速度的不断加快,建筑楼宇的不断增多以及信息化的需求加大,原有校园网在运行中暴露出许多问题,主要表现在:
1、网络覆盖:覆盖范围不够。随着新培训大楼和体育馆的建成及的实验楼的改造,原有规模的校园网设备的端口数严重缺乏,不能满足现有需求。
2、网络性能:性能不稳定。原有网络带宽和主交换机交换能力及服务器的配置均己经不能满足学院多媒体教学和开展远程教育等业务流量的需求。
3、网络管理:管理难度大。随着入网用户的增加,网络设备的维护和网络用户的管理难度越来越大。
4、网络安全:安全体系差。没有一套完备的网络安全体系;原有防火墙性能较差,大大限制了外网访问速度。
5、与外网互联方面。出口带宽较低,而且是单条专线接入互联网,远远不能满足需求,教育科研网与公众网间互联不尽人意,网络性能不太稳定。
2.2 升级改造的方案设计
2.2.1 网络拓扑结构
校园网一般采用三层层次模型,将整个网络划分成不同的层次,各个层次各司其职。网络由三个层次组成:接入层、汇聚层、核心层。
接入层的功能:可以是直接连接桌面PC,也可以是建筑物楼内的交换机,做为网络接入安全控制和QOS策略实现的边缘点,可以实现接入用户的802.1x认证。
汇聚层的功能:承上启下,提供负载平衡、快速收敛和扩展性;完成路由选择,汇聚接入层设备的流量,高速无阻塞地转发给核心层设备。
核心层的功能:提供负载平衡、快速收敛和扩展性;连接各汇聚设备;完成数据流的高速转发。
2.2.2 网络管理系统的总体设计
在校园网升级改造项目中,网络管理系统依照“技术管理为主,行政管理为辅”的方式,在行政上,通过委派有网管经验的网管工作人员,专职负责校园网设备的配置和管理,信息定期收集统计和分析,性能和安全性监控。在技术层面上,选用一款专业的网络管理软件,安装在网管中心,通过提升整个的校园网的管理水平。
2.2.3 校园网安全系统设计
合适的安全产品选型和部署、完善的系统加固处理、良好的安全管理培训及快速的安全事件响应,才是安全有保障的解决之道。因此,要想很好地实现网络安全管理,需要从以下两个方面着手:1、部署合适的安全产品和防御系;2、网络安全管理措施。
2.3 升级改造的实现
2.3.1 网络拓扑结构
根据单位现有的设备,以及以上这些设计要求,长沙通信职业技术学院的网络结构分为三级:
第一级是网络中心。网络中心选址在学校地域的中心建筑(实验大楼),布置了校园网的核心设备,如路由器、交换机、服务器(WWW服务器、电子邮件服务器、拨号服务器、域名服务器等),并预留了将来与本部以外的几个园区的通信接口。
第二级是建筑群的主干结点。校园网按地域设置了几条干线光缆,从网络中心辐射到几个主要建筑群,并在二级主干节点处端接。在主干网节点上安装的交换机位于网络的第二层,它向上与网络中心的主干交换机相连,向下与各楼层的集线器相连。学校校园网主干带宽全部为1000Mbps。
第三级是建筑物楼内的交换机。三级节点主要是指直接与服务器和工作站连接的局域网设备,即以太网或快速以太网交换机。
网络中心设施是华三公司的H3C-7510交换机。H3C-7510交换机具有良好的虚拟网络支持能力,可以跨越各个建筑物的地理限制,在全校范围内建立必要的虚拟网络,从而为网络的应用、管理和维护带来极大的便利。网络中心用的各种服务器都可直接连接到中心的H3C-7510交换机的快速以太网端口上,以解决可能会出现的瓶颈问题。
各建筑物楼内配置H3C-E126交换机,用于按地域将连续IP地址划分子网,建立虚拟局域网。各系或部门的服务器可直接挂在H3C-E126交换机上。所有这些H3C-E126交换机都连在第二级的主干节点H3C-E3610交换机上。
2.3.2 网络管理系统部署
校园网的管理对保证网络平稳运行至关重要。校园网的管理分行政手段管理和技术手段管理。
1、建立一支高水平的网络安全管理队伍
要真正实现网络安全,各种制度、策略和技术措施只是前提条件,日常的管理和维护工作才是重点。要维护大规模网络的安全,需要有一批经验丰富的专门的网络安全管理人员,让他们在有关信息安全部门的领导下做好重要系统的管理和监控、协助建设各类网络设施和系统、协助配置各类系统和设备、协助应用部门查杀计算机病毒、协助信息安全部门处理各种安全事件、在信息安全部门的授权下检查解决各类系统的安全漏洞和弱点等工作。
2、布署稳定实用的网络管理系统软件
在众多的网络管理系统中,有著名的IBM Tivoli、HP OpenView等网管平台软件,也有CiscoWorks、HammerView等设备厂商提供的网元管理软件,更有美萍网管这种网上盛行的软件和免费软件。选择网络管理软件最重要的是适合网络业务的需求,我们根据学院本身的特点选择了安装上海北塔通讯网络科技发展有限公司完全自主开发的一套BTNM网络运维管理系统。
关键词:智能制造;特色专业;人才培养;复合型
制造业体现国家经济发展水平与科技发达程度,决定一国兴衰和国际竞争力。世界发达国家重新重视以先进制造业为主的实体经济,德国提出“保障德国制造业的未来:关于实施‘工业4.0’战略的建议”、美国提出“美国先进制造业国家战略计划”以及英国提出“英国制造业2050”等,都是希望依靠自动化生产、智能制造等抢占高端制造市场,在新一轮产业革命中继续保持本国制造业的领先优势。“中国制造2025”是适应世界经济发展趋势和实现向“制造强国”转变的战略选择。作为中国制造业未来10年设计顶层规划和路线图,以创新驱动发展为主题,以智能制造为突破口和主攻方向,以信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线。[1]
一、智能制造的发展本质特征
(一)工艺流程信息化、实时化通过装备运行检测、制造质量的检测等手段及时准确地采集生产线数据,如过程计量、环保与安全控制、产品质量等等,达到生产数据可视化,通过所有数据的处理结果可以清楚掌握生产流程,使加工状态从依靠人员监控、事后检测来判断升级为加工过程中工况变化并及时调整,提高生产过程的可控性,实现工艺流程的信息化、实时化。(二)工艺设计智能化、知识化采用数字化仿真手段,利用智能化技术对获取的加工过程状态信息进行实时分析、评估和作出决策,对产品的生产过程建立虚拟模型,实现对加工过程的自主学习和决策控制,使工艺设计从基于经验的试凑不确定朝向基于科学严谨推理转变。加工制造中所有的流程和绩效数据都能在运行系统中呈现透明、感知状态,使得制造工艺能够智能设计、制造工艺的实时规划,实现工艺设计的智能化、知识化。(三)生产制造过程柔性化、自动化在生产制造过程中,基于智能制造装备的信息实时传感、综合分析控制、指令执行驱动等三大核心技术,将所有的设备与工位、设备与操作人员、设备与设备以及设备与系统计算机统一联网管理,实现车间“生产流程网”。在离散制造生产过程中,能自动进行排产调度,工件、物料、刀具进行自动化装卸调度;在自动化流水线生产的情况下,能够远程检查管理系统内的生产过程的情况,对生产任务中的急件和缓件实时动态调节;如果生产中遇到突发问题,即时解决,即时恢复自动化生产,可以达到无人值守的全自动化生产模式,实现生产制造过程的柔性化、自动化。
二、智能制造背景下特色专业技术技能型人才培养现状及主要问题
高职院校特色专业内涵是在建设专业过程中积淀形成的专业的资源和优势,对接岗位职业标准,突出特色专业人才培养的高教性、针对性、发展性,培养的高素质劳动者和技术技能型人才满足区域内产业结构转型升级的需求。[3]在制造业朝向智能化转型升级的时代,高等职业院校作为培养技术技能型人才的基地,传统意义上的特色专业技术技能型人才与智能制造业的人才要求脱节,培养新时代的高素质复合型技术技能型人才的工作仍然任重而道远。(一)特色专业复合型技术技能人才培养目标不够精准面对“智能制造”发展新趋势,需要培养懂得互联网操作,熟悉产业链,集创新、管理、服务于一体的复合型技术技能人才。职业院校特色专业建设过程中没有及时进行调研,或分析企业岗位及人才需求变化深度不够,造成毕业学生不具备新兴产业的工作岗位能力,特别是无法满足企业工艺更新、技术改造以及技术换代等产业转型升级的能力要求。(二)教育内容与实际岗位需求相脱节特色专业人才培养应体现区域经济支柱产业的发展需要。紧随新兴产业的发展方向,职业教育培养的人才与行业需求、产业需求、企业发展需求相对接,并且要在满足岗位能力的基础上适度超前发展。在信息化飞速发展的时代,特色专业人才培养的节奏整体滞后于产业的升级和社会的发展,并没有做好适应“互联网+”时代的准备,“机器人”、“3D打印技术”等新信息化技术体系没有融入到职业教育教学内容中。几年后学生毕业,企业产业转型升级,人才的供给落后于企业岗位的需求,人才的培养缺乏前瞻性。(三)教师素质有待提高,教学方式有待创新智能制造业是制造产业在应用现代管理和信息技术进步成果基础上转型升级的制造模式,新技术的发展和应用改变了职业教育知识的传授内容和传播方式。当前高职院校特色专业建设普遍存在着以下现象:在教学模式上,“授课”形同“授书”,重知识传授、轻能力培养;在师资组成结构上,“双师型教师”偏少,专业教师不能有效指导实践教学、实训教师的基础理论薄弱而无法讲授专业课;在教学环境上,校内没有“理实一体化”、校外没有“校企合作实训基地”;在师资队伍建设上,教师运用先进技术的能力滞后,创新意识不够,创新能力有待加强。
三、智能制造发展凸显职业教育人才培养的紧迫性
智能制造的实现重点应凸显出制造技术和制造管理的实施,智能制造过程在企业内部呈现出多学科知识的集成化、技术复杂化和工艺综合化运行状态,在企业外部的产业链中呈现出将生产企业、供应商、经销商、用户等都作为端点互联,使生产制造模式、生产组织方式、产业形态等进行重构,因而智能制造发展需要全方位人才。(一)智能制造改变生产模式传统制造过程是以产品为核心,工厂集中制造生产,信息相对封闭,人、机、料、法、环等要素决定了产品的属性与品质。传统的生产过程各个环节离散,采用设计、工艺和制造分开的模式,人岗的匹配、机器的运转、物料的管理、规章制度的合理、环境的安全等各环节之间信息不能高效、快速地传输,系统一旦出现异常,各环节不能协调一致,将会给企业带来极大的损失。智能制造模式是以数据互联为核心,模拟完成设计、工艺、编程、加工、装配、调试等环节,整个产品的制造过程为分散式、若干企业协同的生产,人工智能技术、网络技术、新一代信息技术使整个生产过程中的各个环节通过网络连接在一起,生产过程具有自适应、自决策、自诊断、自修复等能力,减少了不确定因素的影响,生产过程稳定性更高。(二)智能制造改变岗位设置,要求复合型的技术技能人才1.智能制造发展智能装备,建立智能工厂和数字车间,需要机器人应用技术人才。工业机器人硬件制造企业需要加工制造、软件系统的开发和技术支持的技术人才,以及机器人的营销、安装调试、售后技术支持等相关人才;机器人使用企业的设备维护、操作编程等复合型技术技能人才。使用智能装备的专业岗位要求机电复合型人才,需要大量对高端数控机床、增材制造等智能制造装备的操作、调试、维护、维修和改造方面的专业人才。••2017年第1期2.智能制造实现智能生产,制造岗位本身的自动化,需要智慧型人才支撑。智能制造使得传统的大规模流水线生产将逐渐被取代,淘汰简单的操作工,实现生产机器操作的无人化;处于一线工作的劳动者不仅要掌握技术技能,还需要对智能化系统的数字化及制造过程的自动化具备管理能力、解决问题的能力,要成为集操作、技术、管理于一体的复合型技术技能人才。(三)智能制造对高素质复合型技术技能人才需求紧迫智能制造的发展不只是要更多“聪明机器”进入制造业,而是更需要掌控“聪明机器”的人。“聪明机器”换掉的是出体力的流水线型、单纯重复性劳动的工人,提升了工作效率,降低了生产成本。但它们代表的“硬件”没有自主的生态意识、环境意识以及协调能力,在由人所代表“软件”的主导下,按照统一的生产标准使“聪明机器”之间相互联合自动加工、质量控制和检测等信息处理,实现加工过程的自动化,生产建立车间内“物联网”底层平台。人在智能制造过程中工作岗位承担着安装、维护保养、编程及改装工作,工作性质由操作转变为协调、评估,且由于产业链条不断延伸,作为其智力支撑的职业教育,培养出高素质技术技能型人才更加紧迫。
四、智能制造背景下特色专业人才培养的“智造”特色“智能制造”
将先进技术、自主性的劳动组织构架与人的智慧充分结合,使制造流程实现纵向集成。生产者不仅要掌握丰富的产品全知识,还要具备跨学科能力。智能制造企业的一线生产者不仅是一个能够理解产品订单要求、读懂产品图纸、正确调整机器的工艺参数和修正加工过程中错误程序的操作者,还是一个对制造设备配备模式提升、实施框架结构创新、工艺流程不断优化的管理者,因此这就要求高职院校特色专业培养的高素质技术技能人才具有“智造”特色。(一)培养满足生产设备智能化升级的人才生产设备和手段推动了制造业的发展,信息技术特别是数控技术设备的应用,使制造业处于自动化制造阶段;自适应、自我决策智能技术设备的应用,把制造业推向柔性自动化和集成化制造阶段。智能制造装备主要有数控机床和加工中心、工业机器人、3D打印机以及包含专家系统在内的计算机集成制造系统,形成智能集成制造系统采用先进的计算机技术、控制技术和制造技术,引发了生产方式和生产结构的变革,使得生产者要适应升级的基础设施设备,独立操作各种智能化设备和进行维护维修,掌握产品生产新的工艺流程。因此职业教育培养的人才要具有基础知识应用能力、精湛的操作技能、较强的岗位适应能力和迁移能力以及技术创新能力。(二)培养符合智能制造业转型升级方向的人才智能制造通过互通互联使云计算、大数据与信息化、自动化技术结合在一起,实现工厂内的生产设备和设备之间、工人与设备之间的纵向集成;实现产业链上的不同利益相关者之间的端到端集成;实现不同行业的企业之间的横向集成;体现了从简单到复杂、低级到高级、封闭到开放以及现在到未来的基本特征。[4]高职院校特色专业对人才培养方案进行改革,建设适应先进制造技术发展的理论教学体系和实践教学体系,不断更新教学内容,学生除具备专业知识的广度和深度以及实践操作能力外,还要具备一定的创新发展能力,使培养的技术技能人才紧跟企业生产技术的发展。(三)创建对接产业融合与职业衍生的全方位终身职业教育环境智能制造是跨学科的一种复杂生产制造模式,所需的专业知识、操作技能涉及不同的学科,对从事智能制造生产模式的一线从业者提出了新的挑战。从业者必须具备应对产业融合与职业衍生可持续发展的职业能力,因此要创建全方位终身职业教育环境。创建全方位终身职业教育环境,建立现代职业教育体系的人才培养模式,在基础教育阶段,进行职业启蒙教育,养成初步的综合职业素养;在职业院校阶段,进行岗位适应能力、复合型技能应用、团队沟通协作能力和知识技能型服务创新能力的培养,且开设专门的职业指导课程;在工作岗位上,国家、社会大力宣传新时代产业技工的典型和榜样,组织各种类型的技能竞赛活动;在社会上,创建高职院校、行业协会、制造企业及培训机构等职业教育和培训体系,为就业人员和企业员工提供岗位技术培训和在职管理培训。
总之,实施“智能制造”不断推进我国制造业智能升级,导致新兴职业岗位的出现和职业岗位内涵的变化,企业面临“设备易得、人才难求”的12局面。高职院校特色专业建设应遵循教育的基本规律,应充分考虑生产设备智能化升级与产业结构调整,创新制造业的职业教育体系,使培养的高素质复合型技术技能人才能够适应智能制造的新要求。
作者:彭琪波 单位:湖北科技职业学院
参考文献:
[1]周济.智能制造———“中国制造2025”的主攻方向[J].中国机械工程,2015(17):2273-2284.
[2]路甬祥.“智能制造新特点,全球合作新机遇”[R].2016智能制造国际会议(北京),2016.05.12.