面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享服務(wù)平臺(tái)的研究

韋 蕓

浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)系，浙江杭州 310018

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化制造這種嶄新的生產(chǎn)模式也越來越受到企業(yè)的重視和青睞。通過它不但可以把企業(yè)內(nèi)分散的制造資源集成起來，形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)，而且可以促進(jìn)企業(yè)間的協(xié)作以及生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的協(xié)同，進(jìn)行合作生產(chǎn)與營(yíng)銷，更加及時(shí)、有效地共享、組織和優(yōu)化資源，從而提高企業(yè)和制造行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。在這種環(huán)境下，本文對(duì)構(gòu)建面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了研究。

1 制造資源共享服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建原理

面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享平臺(tái)是在研究國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)基礎(chǔ)上，吸收分散網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)等思想和原理而提出的一種網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的支撐環(huán)境。平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案主要有基于第二代主/從模式和第三代對(duì)等模式兩大類，由于基于第二代主/從模式存在服務(wù)能力不足與網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸的問題，所以本平臺(tái)采用對(duì)等模式，能有效減輕應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，充分利用網(wǎng)絡(luò)上的資源，而企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間可以直接交互，實(shí)現(xiàn)更好地協(xié)同工作，各制造企業(yè)可以更加方便的實(shí)現(xiàn)資源的共享，且資源搜索能力強(qiáng)。

平臺(tái)的對(duì)等模式采用P2P對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過它可以直接交換和共享計(jì)算機(jī)上的資源和服務(wù)。P2P有集中式、分布式、混合模式三種結(jié)構(gòu)。P2P混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了集中式和分布式的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)思想和處理能力上都得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。因?yàn)橹圃炱髽I(yè)共享的資源是具有一定保密性的，采用集中式會(huì)導(dǎo)致一些惡意企業(yè)對(duì)其進(jìn)行資源的竊取和其它安全問題，而分布式又會(huì)導(dǎo)致資源難以總體把握。因此，本平臺(tái)采用了P2P混合結(jié)構(gòu)，其基本原理如圖1所示。

圖1 制造資源共享服務(wù)平臺(tái)基本原理圖

2 制造資源共享服務(wù)平臺(tái)總體架構(gòu)

從共享范圍上，面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享從企業(yè)各部門內(nèi)部、部門之間，擴(kuò)展到了企業(yè)之間；從共享方式上，制造資源共享從集中式共享轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺胶头植际交旌鲜?；從平臺(tái)構(gòu)建上，需要選擇一個(gè)具有松耦合和較強(qiáng)重構(gòu)能力、集成能力和擴(kuò)展能力的軟件架構(gòu)。制造資源共享的最終目標(biāo)是使制造企業(yè)各個(gè)部門內(nèi)部、部門之間以及企業(yè)之間、企業(yè)與用戶之間實(shí)現(xiàn)更加直接和方便的信息交流和資源共享?；谝陨峡紤]，平臺(tái)采用了如圖2所示的總體框架。從功能實(shí)現(xiàn)的角度將平臺(tái)劃分為用戶層、門戶層、應(yīng)用層、服務(wù)層、組件層、平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層和資源層八個(gè)層次。其各層的主要意義如下：

圖2 面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享服務(wù)平臺(tái)總體框架

1）用戶層：該平臺(tái)的用戶指網(wǎng)絡(luò)化制造過程中參與的各種企業(yè)；

2）門戶層：是該平臺(tái)的門戶網(wǎng)站，各種用戶通過該網(wǎng)站訪問相關(guān)應(yīng)用服務(wù)；

3）應(yīng)用層：是該平臺(tái)的核心內(nèi)容，包括制造資源共享管理系統(tǒng)和平臺(tái)管理兩部分；

4）服務(wù)層：該層利用web service將各種企業(yè)內(nèi)部或者部門內(nèi)部的制造資源發(fā)布為服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)的共享管理，從而為應(yīng)用層提供統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)功能接口；

5）組件層：該層為服務(wù)層提供數(shù)據(jù)層的封裝，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)一些具體的功能。為提高開發(fā)效率和組件可用性，采用J2EE的Enterprise JavaBean（EJB）來開發(fā)和實(shí)現(xiàn)組件；

6）平臺(tái)層：該層是P2P網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境，各個(gè)組件的實(shí)現(xiàn)需要符合JXTA的規(guī)范，同時(shí)也可以利用JXTA平臺(tái)的天然優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的各個(gè)功能。

7）網(wǎng)絡(luò)層：平臺(tái)的基礎(chǔ)通信保障，包括Internet所需要的基礎(chǔ)環(huán)境，如TCP/IP，HTTP等；

8）資源層：該層采用數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)采編技術(shù)，整合區(qū)域內(nèi)所有協(xié)同工作的制造資源。按照不同主題構(gòu)建企業(yè)級(jí)的制造資源數(shù)據(jù)倉庫，用于支撐整個(gè)服務(wù)平臺(tái)的正常運(yùn)作。

3 制造資源共享服務(wù)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)

制造資源共享服務(wù)平臺(tái)主要分為兩部分，一部分是制造資源共享管理系統(tǒng)，也就是共享原理中的EMRM，它是共享平臺(tái)的客戶端，每個(gè)區(qū)域系統(tǒng)的制造企業(yè)和企業(yè)內(nèi)的部門會(huì)使用包括資源管理等八大功能。另外一部分是平臺(tái)管理，也就是共享原理中的MRSS，它是共享平臺(tái)的服務(wù)器，主要為區(qū)域系統(tǒng)的各個(gè)企業(yè)和企業(yè)部門提供資源共享的各種服務(wù)支持，該平臺(tái)管理包括用戶管理等七大功能。平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4 資源 注冊(cè)模塊設(shè)計(jì)

資源注冊(cè)是一個(gè)對(duì)資源描述規(guī)范化的過程，而制造資源模型是注冊(cè)環(huán)節(jié)中最重要的一部分。制造資源模型既要體現(xiàn)制造資源共享平臺(tái)面向服務(wù)的基本要求，又要考慮制造業(yè)本身的特點(diǎn)。對(duì)于共享服務(wù)平臺(tái)上注冊(cè)的制造資源，都將以服務(wù)的形式為客戶提供服務(wù)，體現(xiàn)以服務(wù)為中心的特點(diǎn)。根據(jù)資源的分類和建模研究，來建立制造資源模型。建立了制造資源模型后，對(duì)資源進(jìn)行具體的定義和描述。

由于每類資源具有不同的特點(diǎn)，因此在資源注冊(cè)時(shí)，為不同類型的資源提供不同的資源模板，說明制造資源的主要元素以及元素之間的邏輯關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上各種制造資源的可訪問性和可執(zhí)行性以及資源的查詢，本文采用了XML標(biāo)記語言對(duì)制造資源進(jìn)行描述，即制造資源模型的元數(shù)據(jù)描述，有利于計(jì)算機(jī)的理解，同時(shí)也使制造資源的注冊(cè)、以及后面的發(fā)現(xiàn)和系統(tǒng)間互操作變得更加容易。例如，設(shè)備資源中的剪床資源的XML Schema描述如下：

5 結(jié)論

面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享服務(wù)平臺(tái)的研究針對(duì)基于第二代主/從模式的網(wǎng)絡(luò)化制造資源共享存在的服務(wù)能力不足與網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸的問題，結(jié)合第三代對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，從共享實(shí)現(xiàn)的角度，提出了平臺(tái)構(gòu)建原理和總體框架，基于該框架設(shè)計(jì)了平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)，并對(duì)資源注冊(cè)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和描述。面向區(qū)域協(xié)作的制造資源共享服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了制造資源在更大范圍內(nèi)的共享，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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