任輝，陳瑤

（1.同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院計算機(jī)系，上海 201804；2.同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院CAD中心，上海 201804）

基于OSGi的協(xié)同制造軟件平臺設(shè)計

任輝1，陳瑤2

（1.同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院計算機(jī)系，上海 201804；2.同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院CAD中心，上海 201804）

運用SOA思想，設(shè)計基于OSGi框架的企業(yè)協(xié)同制造軟件平臺，并介紹該公共服務(wù)平臺提供的主要服務(wù)；在實際應(yīng)用過程中，提高中小企業(yè)與區(qū)域骨干企業(yè)的商務(wù)溝通效率，降低中小企業(yè)的信息化成本，在加快中小企業(yè)信息化進(jìn)程、提升企業(yè)競爭能力和創(chuàng)新發(fā)展方面取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

OSGi；SOA；企業(yè)信息化；協(xié)同制造

0 引言

中小企業(yè)是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量，為我國的GDP增長和促進(jìn)就業(yè)做出了重大貢獻(xiàn)。我國沿海地區(qū)中小企業(yè)集群化的發(fā)展態(tài)勢十分明顯，各地區(qū)形成了優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)集群。制造業(yè)的競爭不斷加劇，如何優(yōu)化供應(yīng)鏈，降低溝通環(huán)節(jié)成本，成為地區(qū)政府和企業(yè)需要解決的重要問題。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了協(xié)同制造這一新型經(jīng)濟(jì)形態(tài)，協(xié)同制造是以企業(yè)之間業(yè)務(wù)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(biāo)的新型制造模式。從企業(yè)管理角度看，利于優(yōu)化企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，促進(jìn)企業(yè)間商務(wù)協(xié)作，并將伴隨著工業(yè)化步伐的邁進(jìn)和信息化技術(shù)的進(jìn)步而進(jìn)一步發(fā)展。

協(xié)同制造發(fā)展模式可以充分發(fā)揮區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，實現(xiàn)資源的最優(yōu)調(diào)配，從而最大化經(jīng)濟(jì)效益。建立協(xié)同制造公共服務(wù)平臺，匯聚地區(qū)產(chǎn)業(yè)力量，使供應(yīng)商、分銷商和制造企業(yè)很方便地通過網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)商務(wù)溝通協(xié)作，帶動企業(yè)制造服務(wù)化發(fā)展，從而有效降低產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作成本，促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群的建設(shè)，提高地區(qū)制造業(yè)的整體競爭力；同時企業(yè)不需要為此重復(fù)購買軟硬件設(shè)備，不需要聘請專門的技術(shù)支持人員，可以很大程度降低信息化成本，使企業(yè)將更多資源用于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

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

1 面向服務(wù)架構(gòu)體系和OSGi

1.1 SOA

面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service Oriented Architecture, SOA）以服務(wù)為導(dǎo)向，使業(yè)務(wù)和技術(shù)完全分離，其松耦合、粗粒度的特征非常適合企業(yè)信息化項目[1]，使企業(yè)業(yè)務(wù)可以迅速響應(yīng)市場需求的變化，并提高服務(wù)的可重用性。

1.2 OSGi組件模型

不管是大規(guī)模分布式系統(tǒng)還是小型嵌入式應(yīng)用，OSGi都可以通過模塊化的架構(gòu)來降低復(fù)雜性，從而減少開發(fā)和維護(hù)成本。OSGi聯(lián)盟用層次模型介紹了OSGi標(biāo)準(zhǔn)[2]，如圖1所示。

圖1 OSGi層次結(jié)構(gòu)

●Bundles是開發(fā)者遵循OSGi標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的組件。

●運行環(huán)境層是Bundle的運行環(huán)境，通過本層Bundle可以運行在Java虛擬機(jī)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(diào)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(wù)層提供了面向服務(wù)的編程模型，使組件之間可以動態(tài)地連接。

OSGi實現(xiàn)了一個動態(tài)組件系統(tǒng)，定義了一套模塊化的應(yīng)用開發(fā)框架[3]，允許將應(yīng)用分成多個模塊，易于部署，可以動態(tài)地安裝、啟動、更新、停止、卸載不同的應(yīng)用模塊，且不用重新啟動容器，非常適合實現(xiàn)面向服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用。OSGi組件系統(tǒng)可以降低開發(fā)復(fù)雜性，組件內(nèi)部相互隱藏，組件間通信通過良好定義的服務(wù)進(jìn)行，隱藏內(nèi)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(fā)變得更簡單。OSGi組件模型可以很方便地在應(yīng)用中使用第三方組件，提高軟件復(fù)用度。

2 基于SOA和OSGi的協(xié)同制造軟件平臺設(shè)計

地區(qū)性優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群化的發(fā)展趨勢，要求建立高效的協(xié)同制造服務(wù)平臺。通過深入研究，本文設(shè)計了基于SOA和OSGi的協(xié)同制造軟件平臺。

2.1 軟件平臺架構(gòu)設(shè)計

協(xié)同制造軟件平臺的架構(gòu)需要支撐企業(yè)信息和社會資源的高效交互，通過需求調(diào)研，梳理企業(yè)業(yè)務(wù)流程，結(jié)合廣泛應(yīng)用的技術(shù)，運用SOA思想和OSGi框架，本文設(shè)計了軟件平臺框架，如圖2所示。

圖2 協(xié)同制造服務(wù)平臺框架

本文對平臺體系框架的分析如下：

（1）表現(xiàn)層。此層是協(xié)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(shù)據(jù)和接受用戶的數(shù)據(jù)和服務(wù)請求。平臺管理員、企業(yè)管理員、企業(yè)用戶、應(yīng)用開發(fā)者可以通過瀏覽器訪問本平臺，平臺門戶包含企業(yè)列表，需求列表，商圈列表，用戶注冊、登錄等信息。

（2）服務(wù)層。本層包含服務(wù)平臺所能提供的主要服務(wù)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(chǎn)品管理、資源發(fā)布、質(zhì)量管理、物料管理等。

（3）總線層。本層是服務(wù)平臺的核心，主要包括業(yè)務(wù)過程、規(guī)則引擎和企業(yè)服務(wù)總線，使得不同的應(yīng)用服務(wù)能夠協(xié)調(diào)運行，實現(xiàn)服務(wù)之間的通信和優(yōu)化配置[4]。

（4）組件層。本層包括數(shù)據(jù)訪問組件、業(yè)務(wù)邏輯組件和其他組件，完成對業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)的處理。業(yè)務(wù)邏輯組件將平臺服務(wù)封裝成粗粒度的組件，數(shù)據(jù)訪問組件對各類數(shù)據(jù)給出了完整定義，方便描述各類數(shù)據(jù)對象。

（5）數(shù)據(jù)層。各類業(yè)務(wù)邏輯通過通用數(shù)據(jù)訪問接口訪問產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、物料數(shù)據(jù)庫、廠商信息庫、供應(yīng)關(guān)系庫等數(shù)據(jù)庫，對信息的加工操作，完成商務(wù)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(wù)平臺門戶模塊，可以瀏覽加入本服務(wù)平臺的企業(yè)目錄，檢索企業(yè)列表和需求列表，查看企業(yè)信息、制造能力信息和產(chǎn)品信息。

（2）用戶管理模塊

協(xié)同制造軟件平臺的用戶分為4類，分別是平臺管理員、企業(yè)管理員、企業(yè)用戶、應(yīng)用開發(fā)者。通過基于角色的訪問控制技術(shù)（Role-Based Access Control,RBAC），根據(jù)不同的身份角色賦予對應(yīng)的控制權(quán)限[5]。其中平臺管理員整個軟件平臺的管理者，擁有最高權(quán)限，可以對企業(yè)信息進(jìn)行審核、查詢、增刪、修改等。企業(yè)管理員可以對本企業(yè)的資料進(jìn)行修改、增刪，以及為企業(yè)內(nèi)部用戶分配賬戶密碼等。企業(yè)用戶是平臺的使用者，可以查看企業(yè)信息、錄入產(chǎn)品和物料信息，發(fā)布企業(yè)需求，通過消息系統(tǒng)與供應(yīng)商聯(lián)系，溝通報價、交貨期限、產(chǎn)品數(shù)量和規(guī)格等信息，以及管理訂單、合同和競標(biāo)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(fā)布管理、檢索模塊。企業(yè)用戶可以發(fā)布需求，包括定向發(fā)布和公開發(fā)布，即指定供應(yīng)商發(fā)布需求或者向商圈里的所有企業(yè)公開發(fā)布需求。企業(yè)可以收藏其他企業(yè)發(fā)布的需求，并和相關(guān)企業(yè)結(jié)為合作伙伴。

（4）系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)維護(hù)企業(yè)列表、需求列表和目錄，管理企業(yè)商圈、評論系統(tǒng)和消息系統(tǒng)，保障本平臺平穩(wěn)運行。

3 結(jié)語

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)熱潮和不斷加劇的市場競爭，運用快速發(fā)展的信息技術(shù)提高中小企業(yè)與骨干企業(yè)的合作效率，整合企業(yè)內(nèi)外部和各類社會資源，降低企業(yè)運營成本，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一條有效途徑。

本文運用SOA思想，將OSGi框架運用到協(xié)同制造軟件服務(wù)平臺開發(fā)中，幫助企業(yè)將自身的制造資源和制造能力發(fā)布在平臺上，更加合理高效地配置資源，形成區(qū)域規(guī)模效應(yīng)。本文較詳細(xì)地介紹了基于OSGi框架的協(xié)同制造軟件平臺體系框架設(shè)計，以及主要功能模塊。該服務(wù)平臺已經(jīng)在某地區(qū)中小家電行業(yè)運用，獲得了企業(yè)很好的應(yīng)用反饋，使企業(yè)與供應(yīng)商非常方便地展開協(xié)作，極大地提高了溝通效率，體現(xiàn)了企業(yè)信息化帶來的巨大優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)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(jī)應(yīng)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(tài)消息路由的ESB框架的研究與應(yīng)用[J].計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)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?qū)ο蟮慕J].計算機(jī)工程與設(shè)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(yè)信息化

陳瑤（1988-），男，浙江麗水人，碩士研究生，研究方向為企業(yè)信息化

2015-01-27

2015-02-10

國家科技支撐計劃項目（No.2012BAF12B11）