大型装备企业服务协同平台研究范文

1大型装备企业服务型制造运行模式

整合、增值和创新是服务型制造的三大属性，其中，整合它来源与企业间的服务和外包。从组织形态上看，服务型制造组织结构具有两种类型：一种以大企业为核心的产品服务系统供应商模式，这种模式通常是由核心企业靠自身优势吸引上下游企业参与构成，核心企业是整个网络组织的信息中心和物流交换的调度中心；另一种是“专、精、新、特”的中小企业集聚的企业群团，这种模式的特点是地理相近、规模中等或较小的企业（或机构）由于经济的相关性或互补性，分工巨细，发挥集聚效应。本文研究的服务型制造协同平台是以大型装备企业为核心，在整合大型装备企业内部资源的同时，组织生产性服务企业和服务性生产企业为最终顾客提供产品服务系统。大型装备企业服务型制造运行模式如图1所示。大型装备企业根据客户需求生成目标服务，企业内部各部门之间采用以过程为中心的业务流程方式进行，引导企业将已有资源向核心业务转移，接受和筛选外部服务加入企业业务流程分工中。生产性服务商和服务性生产商提供的制造服务或制造能力组成外部服务，各种资源通过服务化实现资源的即插即用。内生服务由大型装备企业内部资源形成，企业内部资源主要包括制造平台支持、信息平台支持、内部核算和考核系统、服务理念与协作机制等。通过服务组合及优化向最终顾客提供产品+服务，而顾客根据评价标准将信息及时反馈到大型装备企业。

2面向服务的架构及支撑技术

2.1面向服务体系架构SOA(ServiceorientedArchitecture，面向服务的架构)是由Gartner公司在1996年最早提出的一种新的设计方法学与软件架构思想,它为解决企业业务系统集成中的各类异构问题提供了更好的解决方案，其核心概念是业务重用与企业级的互操作。它将应用程序的不同功能单元通过定义良好的接口和协议联接起来，并按照业务流程将服务进行编排和组装。这种松耦合系统不但能够灵活的适应企业业务需求的变化，还能大大降低企业系统开发和维护的费用。2.2Web服务WebService是描述一系列操作的接口，它使用标准的、规范的XML描述接口。它所依赖的开发协议有,简单对象访问协议（simpleobjectaccessprotocol,SOAP）、Web服务描述语言（webservicedescriptionlanguage,WSDL）、统一描述、发现和集成规范（UniversalDescription,DiscoveryandIntegration，UDDI）、可扩展标记语言（extensiblemarkuplanguage,XML）等。它为整个企业甚至多个组织之间的业务流程的集成提供了一个通用机制。WebService既可单独使用，也可以与其他WebService一起，通过业务过程执行语言(businessprocessexecutionlanguage，BPEL)，实现复杂的业务功能。

2.3企业服务总线技术企业服务总线(EnterpriseServiceBus，ESB)为企业提供了更为廉价的解决方案，一种在松散耦合的服务和应用之间标准的集成方式，提供一组基于标准的接口来连接异构应用程序。它支持多协议（如SOAP/WSDL/UDDI/XML）之间的连接，提供和现有EAI技术的连接，提供对消息和面向事件的中间件支持，支持服务的交互。它是实现面向服务架构的基础设施，消除了服务消费者和服务提供者之间的直接连接。

3LEESMP的体系结构

长期以来我国大型装备企业内部采用设计、制造、施工相分离的制造模式，各部门基于各自业务需求都不同程度的实施了信息化，但配置时只考虑本部门的使用情况，无法满足激烈竞争环境下多变的企业流程调整的需要。本文针对大型装备企业内部系统的异构性和服务型制造的核心思想，结合上述各项支撑技术设计出符合SOA思想的LEESMP，该平台的体系结构如图2所示。其中，资源层为了实现资源的即插即用，需要将资源转化为制造服务。企业服务总线它负责接入各种服务，通过采用统一服务接口使得各种服务（或应用）与服务之间可以相互方便访问。应用支持层为应用层提供应用支持，包括应用支持平台、应用支持服务，其中应用平台包括权限/安全管理、数据交换平台和服务管理平台三部分。应用层，在实际的业务资源管理和业务动作、业务事件的处理逻辑上，从而形成整个业务系统的实际轮廓，是业务建模成果的具体实例。门户层：它是客户端的用户界面，主要负责从用户方接收命令，请求，数据，传递给应用层处理。标准和规范体系为异构、异域环境下资源集成和共享提供标准和规范，同时为平台的正常运营和推广提供支持。

4LEESMP的关键技术实现

4.1资源服务化封装封装的前提是资源准确描述和无歧义表达，而属性是区别不同资源的重要标志，考虑到资源必要的属性和服务数据描述的统一，本文建立如下制造资源描述模型：ManuRes=<ResourceID，BaseInfo，FuncInfo，AssessInfo，RelInfo>1）ResourceID为制造资源的标识，便于资源的检索和定位，BaseInfo为资源的基本属性集，FuncInfo为资源的功能属性集，AssessInfo为资源的评价属性集，RelInfo为资源的关联属性集。2）资源的基本属性集其形式化描述：BaseInfo=<ResName，Restype，ResProvider，ResAddress，ResInfo>，其中：ResName为资源名称，ResType表示资源类别，ResProvider表示资源提供者，ResAddress表示资源具体地址，ResInfo表示资源的其他具体信息。3）资源的功能属性集其形式化描述：FuncInfo=<FuncCapa，FuncTime，FuncQua>，其中：FuncCapa表示该资源达到的相关指标要求；FuncTime为完成任务所需时间（最多和最少时间）；FuncQua表示该资源所能达到的国家质量标准。4）资源的评价属性集其形式化描述：AssessInfo=<TaskID，AssessTime，AssessQua，AssessServer，AssessIncredit>，其中：TaskID为执行任务编号；AssessTime表示用时评价；AssessQua表示完成任务的质量等级；AssessServer表示客户的服务质量评价；AssessIncredit资源的信誉评价。5）资源的关联属性集其形式化描述：RelInfo=<RelObject，RelState，RelList，RelOther>，其中：RelObject表示资源关联的对象；RelState表示资源现有的状态；RelList为访问资源权限列表；RelOther为其他关联信息。基于以上资源描述模型，采用XML文档描述资源的组织形式，以XMLSchema规范XML文档的逻辑结构。制造资源的XMLSchema文件部分代码如下：并引入WSRF规范定义服务的接口，将资源信息成Web服务注册到LEESMP的服务注册中心，允许Web服务和任何相关有状态的资源之间可以形成多对多的映射。其中，WSRF是一组基于最新Web服务技术和OSGI1.0标准的接口规范，它提供一个通用的框架，定义了状态资源，这样的资源可以被发现，查询和操作，基于WSRF的Web服务使用工具生产。

4.2制造服务分类服务是一个服务主体与服务客体互动的过程。在服务型制造中，一切能够封装和虚拟化的都作为服务，它包括物理资源、能力、知识、金融保险等生产性服务。由于目前关于ESB各个厂家都还没有形成统一的架构标准，每个软件供应商都有自己的理解和不同的实现策略。在LEESMP平台中，本文采用在ESB中部署不同粒度大小的Web服务组件，通过调用和组合这些组件形成较粗粒度的服务。在Web服务组件的开发时，粒度粗细的选择直接影响组件复用的程度，进而影响ESB的效率。本文结合大型装备企业提供成套服务的业务需求，从企业自身具有的服务能力和外包（由本地企业协作或外地企业协作提供）的角度，将制造服务分为八大类，每一大类下又进行了细分，如图3所示。它覆盖产品全生命周期，每个企业承担流程中的一个或几个模块，相互之间以规范的接口进行协作，实现和其他企业活动的即插即用。

4.3服务匹配与组合通常服务供应商提供的大多都是结构简单、功能单一服务，无法满足企业复杂应用的需求。有效地组合已有的服务形成功能强大的企业级流程服务，以快速达成企业的商业目标是服务型制造需要亟待解决的问题。服务匹配与组合技术主要涉及服务发现、服务组合方法、服务组合验证、服务组合的执行和监控、服务组合安全和事务管理等。当前基于人工智能的服务组合方法有：情态演算、PDD(PlanningDomainDefinitionLanguage)、基于规则的规划、定理证明等，但离实际的应用还有距离，文献[14,15]从不同的角度对服务的匹配和组合技术进行了介绍。本文采用BPEL2.0将已有的服务进行编排组合。Web服务的发现和匹配紧紧相连，服务发现通常以语义（或关键字）的方式与服务注册中心的服务描述进行匹配。服务匹配与组合实现，步骤如下：1）通过资源的服务化封装将各服务提供者的服务到注册中心的服务库，翻译器负责将服务需求者的服务申请处理为具有语义的需求描述。2）获取参与BPEL流程编排的各Web服务的描述信息，组合管理器在组合算法的支持下根据服务描述和需求描述生成满足服务需求者的组合方案。3）根据服务Qos描述等，服务匹配器选择最佳Web服务，并将句柄返回执行引擎。执行引擎根据组合方案和Web服务句柄调用并监控Web服务执行，最终将执行结果传递给服务请求者。

5LEESMP的应用

结合某大型装备制造企业为用户提供水泥生产线及其低温余热发电产品成套服务项目，该企业具有工程设计能力和主机制造能力，辅机采购、土建施工、设备安装调试、物流服务主要由该企业靠招投标选择合作伙伴，并以该大型企业为核心对参与服务资源进行集中管理、联合运作，协作完成大型服务任务。采用W3.0.1、、SQLservice2005对LEESMP进行开发，主要步骤如下：1）大型装备企业通过平台任务分解模块实现成套服务任务分解、解析，通过服务模块将所需外包服务进行具体描述，并在平台首页提供相应的资料下载。服务供应商通过下载任务详细资料，确定任务需求的资源环境，通过平台服务申请模块将资源进行注册。2）借助资源描述模型实现资源属性提取，采用XML文档进行组织，按照WSRF规范定义服务的接口，将资源信息成Web服务注册到LEESMP的服务注册中心。具体服务见图4，通过详细信息可以调用已有的Web服务描述文件查看具体描述。3）通过资源管理模块进行资源验证、资源分类和成套服务组合。首先，通过UDDI浏览器访问获取参与成套服务的各Web服务描述信息。其次，使用流程建模工具定义BPEL文件和WSDL文件，并生成流程实例，如图5所示。最后，将设计完的流程部署到BPEL流程引擎，部署后对流程进行测试。

6结束语

大型装备企业服务型制造协同平台将成为我国大型装备企业服务型制造实施的重要支撑手段，也是当前服务型制造领域需要探索一个重要方向。本文以大型装备企业为核心研究了大型装备企业服务型制造协同平台。探讨了大型装备企业服务型制造运行模式及其特征，基于SOA理念以及Web服务技术构建了服务型制造协同平台架构，并对平台涉及到的关键技术进行了研究。通过平台大型装备企业可以结合内生服务，在整合企业内部资源的同时组织具有不同优势的服务性生产企业和生产性服务企业，为最终顾客提供品服务系统。这对资源优化配置，形成差异化竞争优势，提升企业的核心竞争力，促进企业的成功转型有重要意义。

作者：施进发姚延伟杨晓英马伟韩尚云单位：郑州航空工业管理学院河南科技大学机电工程学院