大型裝備企業服務協同平臺研究范文

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1大型裝備企業服務型制造運行模式

整合、增值和創新是服務型制造的三大屬性，其中，整合它來源與企業間的服務和外包。從組織形態上看，服務型制造組織結構具有兩種類型：一種以大企業為核心的產品服務系統供應商模式，這種模式通常是由核心企業靠自身優勢吸引上下游企業參與構成，核心企業是整個網絡組織的信息中心和物流交換的調度中心；另一種是“專、精、新、特”的中小企業集聚的企業群團，這種模式的特點是地理相近、規模中等或較小的企業（或機構）由于經濟的相關性或互補性，分工巨細，發揮集聚效應。本文研究的服務型制造協同平臺是以大型裝備企業為核心，在整合大型裝備企業內部資源的同時，組織生產性服務企業和服務性生產企業為最終顧客提供產品服務系統。大型裝備企業服務型制造運行模式如圖1所示。大型裝備企業根據客戶需求生成目標服務，企業內部各部門之間采用以過程為中心的業務流程方式進行，引導企業將已有資源向核心業務轉移，接受和篩選外部服務加入企業業務流程分工中。生產性服務商和服務性生產商提供的制造服務或制造能力組成外部服務，各種資源通過服務化實現資源的即插即用。內生服務由大型裝備企業內部資源形成，企業內部資源主要包括制造平臺支持、信息平臺支持、內部核算和考核系統、服務理念與協作機制等。通過服務組合及優化向最終顧客提供產品+服務，而顧客根據評價標準將信息及時反饋到大型裝備企業。

2面向服務的架構及支撐技術

2.1面向服務體系架構SOA(ServiceorientedArchitecture，面向服務的架構)是由Gartner公司在1996年最早提出的一種新的設計方法學與軟件架構思想,它為解決企業業務系統集成中的各類異構問題提供了更好的解決方案，其核心概念是業務重用與企業級的互操作。它將應用程序的不同功能單元通過定義良好的接口和協議聯接起來，并按照業務流程將服務進行編排和組裝。這種松耦合系統不但能夠靈活的適應企業業務需求的變化，還能大大降低企業系統開發和維護的費用。2.2Web服務WebService是描述一系列操作的接口，它使用標準的、規范的XML描述接口。它所依賴的開發協議有,簡單對象訪問協議（simpleobjectaccessprotocol,SOAP）、Web服務描述語言（webservicedescriptionlanguage,WSDL）、統一描述、發現和集成規范（UniversalDescription,DiscoveryandIntegration，UDDI）、可擴展標記語言（extensiblemarkuplanguage,XML）等。它為整個企業甚至多個組織之間的業務流程的集成提供了一個通用機制。WebService既可單獨使用，也可以與其他WebService一起，通過業務過程執行語言(businessprocessexecutionlanguage，BPEL)，實現復雜的業務功能。

2.3企業服務總線技術企業服務總線(EnterpriseServiceBus，ESB)為企業提供了更為廉價的解決方案，一種在松散耦合的服務和應用之間標準的集成方式，提供一組基于標準的接口來連接異構應用程序。它支持多協議（如SOAP/WSDL/UDDI/XML）之間的連接，提供和現有EAI技術的連接，提供對消息和面向事件的中間件支持，支持服務的交互。它是實現面向服務架構的基礎設施，消除了服務消費者和服務提供者之間的直接連接。

3LEESMP的體系結構

長期以來我國大型裝備企業內部采用設計、制造、施工相分離的制造模式，各部門基于各自業務需求都不同程度的實施了信息化，但配置時只考慮本部門的使用情況，無法滿足激烈競爭環境下多變的企業流程調整的需要。本文針對大型裝備企業內部系統的異構性和服務型制造的核心思想，結合上述各項支撐技術設計出符合SOA思想的LEESMP，該平臺的體系結構如圖2所示。其中，資源層為了實現資源的即插即用，需要將資源轉化為制造服務。企業服務總線它負責接入各種服務，通過采用統一服務接口使得各種服務（或應用）與服務之間可以相互方便訪問。應用支持層為應用層提供應用支持，包括應用支持平臺、應用支持服務，其中應用平臺包括權限/安全管理、數據交換平臺和服務管理平臺三部分。應用層，在實際的業務資源管理和業務動作、業務事件的處理邏輯上，從而形成整個業務系統的實際輪廓，是業務建模成果的具體實例。門戶層：它是客戶端的用戶界面，主要負責從用戶方接收命令，請求，數據，傳遞給應用層處理。標準和規范體系為異構、異域環境下資源集成和共享提供標準和規范，同時為平臺的正常運營和推廣提供支持。

4LEESMP的關鍵技術實現

4.1資源服務化封裝封裝的前提是資源準確描述和無歧義表達，而屬性是區別不同資源的重要標志，考慮到資源必要的屬性和服務數據描述的統一，本文建立如下制造資源描述模型：ManuRes=<ResourceID，BaseInfo，FuncInfo，AssessInfo，RelInfo>1）ResourceID為制造資源的標識，便于資源的檢索和定位，BaseInfo為資源的基本屬性集，FuncInfo為資源的功能屬性集，AssessInfo為資源的評價屬性集，RelInfo為資源的關聯屬性集。2）資源的基本屬性集其形式化描述：BaseInfo=<ResName，Restype，ResProvider，ResAddress，ResInfo>，其中：ResName為資源名稱，ResType表示資源類別，ResProvider表示資源提供者，ResAddress表示資源具體地址，ResInfo表示資源的其他具體信息。3）資源的功能屬性集其形式化描述：FuncInfo=<FuncCapa，FuncTime，FuncQua>，其中：FuncCapa表示該資源達到的相關指標要求；FuncTime為完成任務所需時間（最多和最少時間）；FuncQua表示該資源所能達到的國家質量標準。4）資源的評價屬性集其形式化描述：AssessInfo=<TaskID，AssessTime，AssessQua，AssessServer，AssessIncredit>，其中：TaskID為執行任務編號；AssessTime表示用時評價；AssessQua表示完成任務的質量等級；AssessServer表示客戶的服務質量評價；AssessIncredit資源的信譽評價。5）資源的關聯屬性集其形式化描述：RelInfo=<RelObject，RelState，RelList，RelOther>，其中：RelObject表示資源關聯的對象；RelState表示資源現有的狀態；RelList為訪問資源權限列表；RelOther為其他關聯信息。基于以上資源描述模型，采用XML文檔描述資源的組織形式，以XMLSchema規范XML文檔的邏輯結構。制造資源的XMLSchema文件部分代碼如下：并引入WSRF規范定義服務的接口，將資源信息成Web服務注冊到LEESMP的服務注冊中心，允許Web服務和任何相關有狀態的資源之間可以形成多對多的映射。其中，WSRF是一組基于最新Web服務技術和OSGI1.0標準的接口規范，它提供一個通用的框架，定義了狀態資源，這樣的資源可以被發現，查詢和操作，基于WSRF的Web服務使用工具生產。

4.2制造服務分類服務是一個服務主體與服務客體互動的過程。在服務型制造中，一切能夠封裝和虛擬化的都作為服務，它包括物理資源、能力、知識、金融保險等生產性服務。由于目前關于ESB各個廠家都還沒有形成統一的架構標準，每個軟件供應商都有自己的理解和不同的實現策略。在LEESMP平臺中，本文采用在ESB中部署不同粒度大小的Web服務組件，通過調用和組合這些組件形成較粗粒度的服務。在Web服務組件的開發時，粒度粗細的選擇直接影響組件復用的程度，進而影響ESB的效率。本文結合大型裝備企業提供成套服務的業務需求，從企業自身具有的服務能力和外包（由本地企業協作或外地企業協作提供）的角度，將制造服務分為八大類，每一大類下又進行了細分，如圖3所示。它覆蓋產品全生命周期，每個企業承擔流程中的一個或幾個模塊，相互之間以規范的接口進行協作，實現和其他企業活動的即插即用。

4.3服務匹配與組合通常服務供應商提供的大多都是結構簡單、功能單一服務，無法滿足企業復雜應用的需求。有效地組合已有的服務形成功能強大的企業級流程服務，以快速達成企業的商業目標是服務型制造需要亟待解決的問題。服務匹配與組合技術主要涉及服務發現、服務組合方法、服務組合驗證、服務組合的執行和監控、服務組合安全和事務管理等。當前基于人工智能的服務組合方法有：情態演算、PDD(PlanningDomainDefinitionLanguage)、基于規則的規劃、定理證明等，但離實際的應用還有距離，文獻[14,15]從不同的角度對服務的匹配和組合技術進行了介紹。本文采用BPEL2.0將已有的服務進行編排組合。Web服務的發現和匹配緊緊相連，服務發現通常以語義（或關鍵字）的方式與服務注冊中心的服務描述進行匹配。服務匹配與組合實現，步驟如下：1）通過資源的服務化封裝將各服務提供者的服務到注冊中心的服務庫，翻譯器負責將服務需求者的服務申請處理為具有語義的需求描述。2）獲取參與BPEL流程編排的各Web服務的描述信息，組合管理器在組合算法的支持下根據服務描述和需求描述生成滿足服務需求者的組合方案。3）根據服務Qos描述等，服務匹配器選擇最佳Web服務，并將句柄返回執行引擎。執行引擎根據組合方案和Web服務句柄調用并監控Web服務執行，最終將執行結果傳遞給服務請求者。

5LEESMP的應用

結合某大型裝備制造企業為用戶提供水泥生產線及其低溫余熱發電產品成套服務項目，該企業具有工程設計能力和主機制造能力，輔機采購、土建施工、設備安裝調試、物流服務主要由該企業靠招投標選擇合作伙伴，并以該大型企業為核心對參與服務資源進行集中管理、聯合運作，協作完成大型服務任務。采用W3.0.1、、SQLservice2005對LEESMP進行開發，主要步驟如下：1）大型裝備企業通過平臺任務分解模塊實現成套服務任務分解、解析，通過服務模塊將所需外包服務進行具體描述，并在平臺首頁提供相應的資料下載。服務供應商通過下載任務詳細資料，確定任務需求的資源環境，通過平臺服務申請模塊將資源進行注冊。2）借助資源描述模型實現資源屬性提取，采用XML文檔進行組織，按照WSRF規范定義服務的接口，將資源信息成Web服務注冊到LEESMP的服務注冊中心。具體服務見圖4，通過詳細信息可以調用已有的Web服務描述文件查看具體描述。3）通過資源管理模塊進行資源驗證、資源分類和成套服務組合。首先，通過UDDI瀏覽器訪問獲取參與成套服務的各Web服務描述信息。其次，使用流程建模工具定義BPEL文件和WSDL文件，并生成流程實例，如圖5所示。最后，將設計完的流程部署到BPEL流程引擎，部署后對流程進行測試。

6結束語

大型裝備企業服務型制造協同平臺將成為我國大型裝備企業服務型制造實施的重要支撐手段，也是當前服務型制造領域需要探索一個重要方向。本文以大型裝備企業為核心研究了大型裝備企業服務型制造協同平臺。探討了大型裝備企業服務型制造運行模式及其特征，基于SOA理念以及Web服務技術構建了服務型制造協同平臺架構，并對平臺涉及到的關鍵技術進行了研究。通過平臺大型裝備企業可以結合內生服務，在整合企業內部資源的同時組織具有不同優勢的服務性生產企業和生產性服務企業，為最終顧客提供品服務系統。這對資源優化配置，形成差異化競爭優勢，提升企業的核心競爭力，促進企業的成功轉型有重要意義。

作者：施進發姚延偉楊曉英馬偉韓尚云單位：鄭州航空工業管理學院河南科技大學機電工程學院