基于OSGi的協同制造軟件平臺設計

任輝，陳瑤

（1.同濟大學電子與信息工程學院計算機系，上海 201804；2.同濟大學電子與信息工程學院CAD中心，上海 201804）

基于OSGi的協同制造軟件平臺設計

任輝1，陳瑤2

（1.同濟大學電子與信息工程學院計算機系，上海 201804；2.同濟大學電子與信息工程學院CAD中心，上海 201804）

運用SOA思想，設計基于OSGi框架的企業協同制造軟件平臺，并介紹該公共服務平臺提供的主要服務；在實際應用過程中，提高中小企業與區域骨干企業的商務溝通效率，降低中小企業的信息化成本，在加快中小企業信息化進程、提升企業競爭能力和創新發展方面取得良好的經濟效益。

OSGi；SOA；企業信息化；協同制造

0 引言

中小企業是促進經濟發展的重要力量，為我國的GDP增長和促進就業做出了重大貢獻。我國沿海地區中小企業集群化的發展態勢十分明顯，各地區形成了優勢特色產業集群。制造業的競爭不斷加劇，如何優化供應鏈，降低溝通環節成本，成為地區政府和企業需要解決的重要問題。隨著經濟全球化和信息技術的不斷發展，出現了協同制造這一新型經濟形態，協同制造是以企業之間業務過程高度集成化和信息資源高度共享化，及制造敏捷性為目標的新型制造模式。從企業管理角度看，利于優化企業組織結構，促進企業間商務協作，并將伴隨著工業化步伐的邁進和信息化技術的進步而進一步發展。

協同制造發展模式可以充分發揮區域產業優勢，實現資源的最優調配，從而最大化經濟效益。建立協同制造公共服務平臺，匯聚地區產業力量，使供應商、分銷商和制造企業很方便地通過網絡平臺實現商務溝通協作，帶動企業制造服務化發展，從而有效降低產業鏈協作成本，促進區域產業集群的建設，提高地區制造業的整體競爭力；同時企業不需要為此重復購買軟硬件設備，不需要聘請專門的技術支持人員，可以很大程度降低信息化成本，使企業將更多資源用于產業結構升級。

軟件平臺應用方面的難點在于要滿足不同行業、不同協作方式對平臺的應用需求。鑒于中小企業信息化水平普遍較差，并且各行業、各企業信息化水平參差不齊的現狀，軟件服務平臺要盡可能地解決業務需求和技術實現之間的矛盾。本文運用面向服務的體系架構（SOA）思想和OSGi框架很好地處理了上述問題。

1 面向服務架構體系和OSGi

1.1 SOA

面向服務的體系架構（Service Oriented Architecture, SOA）以服務為導向，使業務和技術完全分離，其松耦合、粗粒度的特征非常適合企業信息化項目[1]，使企業業務可以迅速響應市場需求的變化，并提高服務的可重用性。

1.2 OSGi組件模型

不管是大規模分布式系統還是小型嵌入式應用，OSGi都可以通過模塊化的架構來降低復雜性，從而減少開發和維護成本。OSGi聯盟用層次模型介紹了OSGi標準[2]，如圖1所示。

圖1 OSGi層次結構

●Bundles是開發者遵循OSGi標準開發的組件。

●運行環境層是Bundle的運行環境，通過本層Bundle可以運行在Java虛擬機上。

●模塊層定義了組件如何加載外部類，以及如何允許外部類調用。

●生命周期層提供了一系列API，用來安裝、啟動、停止、更新和卸載組件。

●服務層提供了面向服務的編程模型，使組件之間可以動態地連接。

OSGi實現了一個動態組件系統，定義了一套模塊化的應用開發框架[3]，允許將應用分成多個模塊，易于部署，可以動態地安裝、啟動、更新、停止、卸載不同的應用模塊，且不用重新啟動容器，非常適合實現面向服務架構的應用。OSGi組件系統可以降低開發復雜性，組件內部相互隱藏，組件間通信通過良好定義的服務進行，隱藏內部信息意味著之后可以自由地更改，不僅減少了bug，也使組件開發變得更簡單。OSGi組件模型可以很方便地在應用中使用第三方組件，提高軟件復用度。

2 基于SOA和OSGi的協同制造軟件平臺設計

地區性優勢產業集群化的發展趨勢，要求建立高效的協同制造服務平臺。通過深入研究，本文設計了基于SOA和OSGi的協同制造軟件平臺。

2.1 軟件平臺架構設計

協同制造軟件平臺的架構需要支撐企業信息和社會資源的高效交互，通過需求調研，梳理企業業務流程，結合廣泛應用的技術，運用SOA思想和OSGi框架，本文設計了軟件平臺框架，如圖2所示。

圖2 協同制造服務平臺框架

本文對平臺體系框架的分析如下：

（1）表現層。此層是協同制造軟件平臺的門戶，是用戶看到并與平臺交互操作的Web界面，用于顯示數據和接受用戶的數據和服務請求。平臺管理員、企業管理員、企業用戶、應用開發者可以通過瀏覽器訪問本平臺，平臺門戶包含企業列表，需求列表，商圈列表，用戶注冊、登錄等信息。

（2）服務層。本層包含服務平臺所能提供的主要服務功能，包括采購管理、銷售管理、物流管理、委外管理、庫存管理、產品管理、資源發布、質量管理、物料管理等。

（3）總線層。本層是服務平臺的核心，主要包括業務過程、規則引擎和企業服務總線，使得不同的應用服務能夠協調運行，實現服務之間的通信和優化配置[4]。

（4）組件層。本層包括數據訪問組件、業務邏輯組件和其他組件，完成對業務邏輯和數據的處理。業務邏輯組件將平臺服務封裝成粗粒度的組件，數據訪問組件對各類數據給出了完整定義，方便描述各類數據對象。

（5）數據層。各類業務邏輯通過通用數據訪問接口訪問產品數據庫、物料數據庫、廠商信息庫、供應關系庫等數據庫，對信息的加工操作，完成商務交易。

2.2 軟件平臺功能模塊

本軟件平臺主要功能模塊：

（1）門戶模塊

通過服務平臺門戶模塊，可以瀏覽加入本服務平臺的企業目錄，檢索企業列表和需求列表，查看企業信息、制造能力信息和產品信息。

（2）用戶管理模塊

協同制造軟件平臺的用戶分為4類，分別是平臺管理員、企業管理員、企業用戶、應用開發者。通過基于角色的訪問控制技術（Role-Based Access Control,RBAC），根據不同的身份角色賦予對應的控制權限[5]。其中平臺管理員整個軟件平臺的管理者，擁有最高權限，可以對企業信息進行審核、查詢、增刪、修改等。企業管理員可以對本企業的資料進行修改、增刪，以及為企業內部用戶分配賬戶密碼等。企業用戶是平臺的使用者，可以查看企業信息、錄入產品和物料信息，發布企業需求，通過消息系統與供應商聯系，溝通報價、交貨期限、產品數量和規格等信息，以及管理訂單、合同和競標方案等。

（3）需求管理模塊

需求管理模塊包括需求列表管理、需求發布管理、檢索模塊。企業用戶可以發布需求，包括定向發布和公開發布，即指定供應商發布需求或者向商圈里的所有企業公開發布需求。企業可以收藏其他企業發布的需求，并和相關企業結為合作伙伴。

（4）系統管理模塊

系統管理模塊負責維護企業列表、需求列表和目錄，管理企業商圈、評論系統和消息系統，保障本平臺平穩運行。

3 結語

伴隨著互聯網熱潮和不斷加劇的市場競爭，運用快速發展的信息技術提高中小企業與骨干企業的合作效率，整合企業內外部和各類社會資源，降低企業運營成本，是提高企業經濟效益的一條有效途徑。

本文運用SOA思想，將OSGi框架運用到協同制造軟件服務平臺開發中，幫助企業將自身的制造資源和制造能力發布在平臺上，更加合理高效地配置資源，形成區域規模效應。本文較詳細地介紹了基于OSGi框架的協同制造軟件平臺體系框架設計，以及主要功能模塊。該服務平臺已經在某地區中小家電行業運用，獲得了企業很好的應用反饋，使企業與供應商非常方便地展開協作，極大地提高了溝通效率，體現了企業信息化帶來的巨大優勢，經濟效益明顯。

[1] 汪林林，張春，劉歆等.SOA全生命周期建模方法綜述[J].計算機應用研究，2011,28(1)：37～41

[2] Osgi Alliance:http://www.osgi.org/Main/HomePage，2009

[3] Chen Min-Xiou，Tzeng Tze－Chin.Integrating Service Discovery Technologies in OSGi Platform[J].Computer Standards＆Interfaces，2011，33(3):271～279

[4] 李秀林，張祖平.基于動態消息路由的ESB框架的研究與應用[J].計算機系統應用，2009，18(9):132～135

[5] 張志勇.基于角色的訪問控制模型及其面向對象的建模[J].計算機工程與設計，2004(8):367～369

Design of the Collaborative Manufacturing Sof tware Platform Based on OSGi

REN Hui1，CHEN Yao2
（1.Department of Computer Science,College of Electronic and Information Engineering,Tongji University,Shanghai 201804；2.CAD Research Center，College of Electronic and Information Engineering，Tongji University，Shanghai 201804）

Designs the architecture and functions of the collaborativemanufacturing s of tware platform based on OSGi and SOA.This public service platform greatly enhances the collaborating efficiency between the regional leading companies and their suppliers,and also remarkably reduces the informatization cost of the small and medium enterprises.So it can bring good economical benefits and help the enterprises innovate.

OSGi;SOA;Enterprise Informatization;Collaborative Manufacturing.

1007-1423（2015）07-0053-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.07.015

任輝（1987-），男，河南南陽人，碩士研究生，研究方向為企業信息化

陳瑤（1988-），男，浙江麗水人，碩士研究生，研究方向為企業信息化

2015-01-27

2015-02-10

國家科技支撐計劃項目（No.2012BAF12B11）