面向区域协作的制造资源共享服务平台的研究

韦 芸

浙江经贸职业技术学院信息技术系，浙江杭州 310018

0 引言

随着计算机网络技术的发展，网络化制造这种崭新的生产模式也越来越受到企业的重视和青睐。通过它不但可以把企业内分散的制造资源集成起来，形成规模优势，而且可以促进企业间的协作以及生产与设计的协同，进行合作生产与营销，更加及时、有效地共享、组织和优化资源，从而提高企业和制造行业的整体竞争力。在这种环境下，本文对构建面向区域协作的制造资源共享服务平台进行了研究。

1 制造资源共享服务平台构建原理

面向区域协作的制造资源共享平台是在研究国内外网络化制造技术基础上，吸收分散网络化设计、面向对象设计等思想和原理而提出的一种网络化设计制造技术的支撑环境。平台的设计方案主要有基于第二代主/从模式和第三代对等模式两大类，由于基于第二代主/从模式存在服务能力不足与网络带宽瓶颈的问题，所以本平台采用对等模式，能有效减轻应用服务器和数据库服务器的负担，充分利用网络上的资源，而企业内部和企业之间可以直接交互，实现更好地协同工作，各制造企业可以更加方便的实现资源的共享，且资源搜索能力强。

平台的对等模式采用P2P对等网络技术，通过它可以直接交换和共享计算机上的资源和服务。P2P有集中式、分布式、混合模式三种结构。P2P混合结构结合了集中式和分布式的优点，在设计思想和处理能力上都得到了进一步的优化。因为制造企业共享的资源是具有一定保密性的，采用集中式会导致一些恶意企业对其进行资源的窃取和其它安全问题，而分布式又会导致资源难以总体把握。因此，本平台采用了P2P混合结构，其基本原理如图1所示。

图1 制造资源共享服务平台基本原理图

2 制造资源共享服务平台总体架构

从共享范围上，面向区域协作的制造资源共享从企业各部门内部、部门之间，扩展到了企业之间；从共享方式上，制造资源共享从集中式共享转变为集中式和分布式混合式；从平台构建上，需要选择一个具有松耦合和较强重构能力、集成能力和扩展能力的软件架构。制造资源共享的最终目标是使制造企业各个部门内部、部门之间以及企业之间、企业与用户之间实现更加直接和方便的信息交流和资源共享。基于以上考虑，平台采用了如图2所示的总体框架。从功能实现的角度将平台划分为用户层、门户层、应用层、服务层、组件层、平台层、网络层和资源层八个层次。其各层的主要意义如下：

图2 面向区域协作的制造资源共享服务平台总体框架

1）用户层：该平台的用户指网络化制造过程中参与的各种企业；

2）门户层：是该平台的门户网站，各种用户通过该网站访问相关应用服务；

3）应用层：是该平台的核心内容，包括制造资源共享管理系统和平台管理两部分；

4）服务层：该层利用web service将各种企业内部或者部门内部的制造资源发布为服务，并实现这些服务的共享管理，从而为应用层提供统一的应用系统功能接口；

5）组件层：该层为服务层提供数据层的封装，负责实现一些具体的功能。为提高开发效率和组件可用性，采用J2EE的Enterprise JavaBean（EJB）来开发和实现组件；

6）平台层：该层是P2P网络基础环境，各个组件的实现需要符合JXTA的规范，同时也可以利用JXTA平台的天然优势实现P2P网络环境下的各个功能。

7）网络层：平台的基础通信保障，包括Internet所需要的基础环境，如TCP/IP，HTTP等；

8）资源层：该层采用数据库构建、数据仓库与数据挖掘、数据采编技术，整合区域内所有协同工作的制造资源。按照不同主题构建企业级的制造资源数据仓库，用于支撑整个服务平台的正常运作。

3 制造资源共享服务平台的功能设计

制造资源共享服务平台主要分为两部分，一部分是制造资源共享管理系统，也就是共享原理中的EMRM，它是共享平台的客户端，每个区域系统的制造企业和企业内的部门会使用包括资源管理等八大功能。另外一部分是平台管理，也就是共享原理中的MRSS，它是共享平台的服务器，主要为区域系统的各个企业和企业部门提供资源共享的各种服务支持，该平台管理包括用户管理等七大功能。平台功能结构设计如图3所示。

图3 平台功能结构设计

4 资源 注册模块设计

资源注册是一个对资源描述规范化的过程，而制造资源模型是注册环节中最重要的一部分。制造资源模型既要体现制造资源共享平台面向服务的基本要求，又要考虑制造业本身的特点。对于共享服务平台上注册的制造资源，都将以服务的形式为客户提供服务，体现以服务为中心的特点。根据资源的分类和建模研究，来建立制造资源模型。建立了制造资源模型后，对资源进行具体的定义和描述。

由于每类资源具有不同的特点，因此在资源注册时，为不同类型的资源提供不同的资源模板，说明制造资源的主要元素以及元素之间的逻辑关系。为了实现平台上各种制造资源的可访问性和可执行性以及资源的查询，本文采用了XML标记语言对制造资源进行描述，即制造资源模型的元数据描述，有利于计算机的理解，同时也使制造资源的注册、以及后面的发现和系统间互操作变得更加容易。例如，设备资源中的剪床资源的XML Schema描述如下：

5 结论

面向区域协作的制造资源共享服务平台的研究针对基于第二代主/从模式的网络化制造资源共享存在的服务能力不足与网络带宽瓶颈的问题，结合第三代对等网络技术的发展，从共享实现的角度，提出了平台构建原理和总体框架，基于该框架设计了平台的功能结构，并对资源注册进行了详细的设计和描述。面向区域协作的制造资源共享服务平台实现了制造资源在更大范围内的共享，提高了企业的竞争力。

[1]王国庆.基于应用服务提供商平台的网络化制造资源共享研究[D].哈尔滨工业大学，2008.

[2]居文军,孙林夫,等.制造资源共享技术研究[J].计算机集成制造系统，2007(7).

[3]汪大勇.基于P2P构架的分布式协同设计系统研究[D].西南交通大学，2008.

[4]付大为.基于JXTA的P2P资源管理应用研究[D].吉林大学，2008.

[5]周晓晔.制造企业资源整合管理[M].冶金工业出版社，2009.