基于微服務架構的云制造執行系統

方 舟* 郝 昕 李 銳 馬 超

（1、黑龍江省網絡空間研究中心，黑龍江 哈爾濱150001 2、哈爾濱理工大學 計算機科學與技術學院，黑龍江 哈爾濱150080 3、哈爾濱理工大學 軟件與微電子學院，黑龍江 哈爾濱150080）

隨著信息技術的發展，云MES 系統應運而生，云MES 系統在傳統制造執行系統的基礎上設計了云平臺存儲模塊，大數據運算模塊，在不僅保證高速運行和大規模存儲的基礎上還提供了完整的工業管理模式[1]。但是隨著云MES 系統功能的不斷完善，系統提供的制造資源服務與計算服務也隨之增多，云MES系統變得越來越不易擴展，難以維護，升級風險大[2]，很大程度上已經不能適應當前快速變化的市場環境[3]。對MES 重制造資源服務進行服務建模與服務描述是當前云MES 重點研究領域，但目前有關研究僅對服務進行細分或與相關車間元素進行關聯，沒有對服務全生命周期的車間運行狀態和位置的建模描述。因此本文提出基于微服務架構的云MES 系統，通過使用微服務架構對傳統MES 系統進行微服務化，提高云MES 系統中服務的可用性和利用率，并建立面向過程的MES 云服務描述方法，對微服務架構中服務調用的復雜流程進行描述。

1 微服務體系架構

微服務體系架構是一種服務化思想[4]，是一種以功能為主的服務化設計理念[5]，微服務體系架構倡導在傳統軟件應用的基礎上，將系統業務按照功能拆分為更加細粒度的服務，每一個服務都具有自主運行的業務功能和對外開放不受語言限制的API 接口。微服務框架耦合度地的特性，可以很好的應用于現有云制造領域中。

在微服務體系架構中，主要由服務消費者，服務注冊中心，服務提供者，原子服務，復雜服務組成。

服務消費者ServiceConsumer= {Func1∪Func...∪FuncN}。FuncN 為期望調用的功能需求，服務消費者為N 個功能需求的并集。

服 務 注 冊 中 心ServiceCenter=Serv1 ∪Serv2 ∪Serv3...∪ServiceN。Serv1 為服務注冊中心內已經發布的服務。服務注冊中心為已經發布的服務集合。

原子服務AtomicService={Service1}，原子服務即不可細分的單一服務。

復雜服務Complex service= {Service1→M→Service2→M→ServiceN}，Service1，2 為原子服務，M為服務間傳輸數據。

服務提供者ServiceProvider={Atomic1, Atomic2, AtomicN}提供了若干原子服務。

2 面向服務過程的微服務化封裝方法

在社會生活中，服務過程指與服務生產，交易，消費有關的程序，操作方針，組織機制，人員處理的使用規則，對顧客參與的規定，指導，活動的流程。在云制造執行系統中，服務過程是指本地系統云服務化后，云端所提供的功能服務化封裝過程中涉及得企業本地化資源和所涉及得其他云服務化功能，以及操作人員對于云服務的操作流程以及運行機理。

在基于微服務體系架構下，面向服務過程的服務化封裝方法注重描述服務調用過程，服務功能涉及人員，服務功能涉及資源，服務化可調用流程和服務化被調用流程。

Service=

Service Information（服務信息）=

ovider （服務提供者），ServiceDescription （服務描述），ServiceStatus（服務狀態）>

WorkshopElements（車間元素）=

CallableServicesList （ 服 務 可 調 用 服 務 列 表）=

CalledServiceList （ 服 務 被 調 用 列 表 ）=

ServiceTaboo（服務調用禁忌）=< Non-callablePolicy（不可調用規則）>

3 面向服務過程的云MES 微服務化

本文基于現代化制造執行車間的生產流程，建立了制造能力服務云平臺系統，該服務云平臺涵蓋了車間制造過程中的作業調度模塊，車間監控模塊，車間異常事件響應等模塊。

基于面向服務過程的作業調度服務實例如下：

動態作業調度服務=

Service Information=< Service1001，Dynami cSchedulingService，10.10.108.256，9002，HEC Group，Support for dynamic job planning ，unavailable >

WorkshopElements=< materiel-1，Device1，Sta ff1>

CallableServicesList=< StaticScheduling Serv-ice ，AlgorithmMatchingService，Algorithm EvaluationService >

CalledServiceList=ServiceTaboo=< StaticScheduling Service >

4 結論

本文基于微服務體系架構，提出面向服務過程的微服務化封裝方法，該方法對微服務體系架構下的服務過程進行詳細的定義及描述，可對制造執行系統中復雜的服務調用過程進行詳細清晰的描述。