基于微服务架构的制造执行系统

(19)中人民华共和国国家识知产局权(1)发明专2利明书说(1)申0公布号请CN108183565A(4)3请公申布日2020.3003.2()1申请C号20N8109712290.4(2)2申日20请81.0.248(17申请)人海贤上世智科能技限有公司地址026151上海松市江九区亭研镇路展4552幢号22层50室(72发)明人王尚清周栋张弛(47)专代理利机上构海京宏识产权知代事理务所(普合伙)通理人代邓武文(5)I1n.tIC5()发明4称名基于服务架构的制微造执系行统(7)5要摘发本涉及明制造执系统，具体行涉基于微及服务架构制的造行系统执，包微括服务硬和，微服件务包用括于发现统系要连接具需体服微的务系统务发服现用，对具于微体服进务行置的系配统服务置，配用于工厂基本信对息进行据建数的模厂工模建包含各，种服微应用用务于在造执行系制中实统相应现功能微服的务管理权利求说明要书明说书幅图统系，以微服及务理管统创系建用的与于他项其目对接发开系统的务统服一关网硬，包件用括为于微服提务供据存储数访、问运维及能功数库服务据，用于存储器微服务理系统管的用应系服统务器，用进于行生产现场的备设用，对网络进于行置、配开一放特些定口端进数行通信据的由路交器换；机本明提发供术技案具方独有立部、署独开发立、故隔离障优等。点法律状态律状法态公告日法律状态信息法律态状202-01-186实质审的查生效实质查的生审效220-00-330023-121-10公开专利权视为放的弃IPC(主类)分:0G610/Q01专申请利:20号8110927294放弃0生日:2效2011301开公利专权的为放视弃权利求说明书1.要于基服微务构的制造执架系行,其统征在于:特包微括服务硬和件,所微服述务括用于发现包系统要连需接具体微务服系统的服发现,用务对具于微体服进务配行置的统系务服置,配用对于工厂本信息进行数基据建模工的建模,厂包含种各微服务用用应于在制执造行系中实统现相应能的微服务管功理统,系及所述微以务管服系理统创的建用与其于他项目接对开发的系统务服一统关;网所硬述件包用于为微服括务供数据存提储、问访及维运功的能数据服务器,库于用储存服微管务系理统应用的系服统务,用于器行进产的生现设场备用于对,网进行配络、开置一些特放端定进行数据通口的路信由器换交,机以及于用过系通服统务统网关一访问用系应统务器服的客户。2.根端权利要求据1述所的基于微务服架构的制造执行统,系其征特于:在述所服务管理微系统的中服务应用包微括生产管、理质管理、设品管备理数据、采、工艺集理、管表管报、生理产排程、础基料、OEE资指分析、薪标资 管理数、据共享、任务工、派能平力分衡析3。.据权根要求利所1述的基于微务服构的架制造行执统,其特征在系于:述系所统服务统网一为关PAI关。网4.根权据要求利1述所的于微基务架服构制造执的系行,其特统在征于所:制述执行系造之间通过统json格式通过,htpst或tthp直调接用。.5据根权要利求1所述的于微服基架务的制构造执行统系,其征特于:在述所件硬包括还用对于需要装微务环境的服务服进器服务行署部调,用数于据服库器务的务服引擎对于小型的微,务管理服系,可以统将务服引擎数据与服务器安装在一库。起6根.权据要求利所述1基于微服的务构的架造执行系制统,其特在于:征所现述设场包括带备有IT标准协o议设备的、带有OPC工业议协设备,以及的包带含通信的有读写卡、码枪。扫7.据权利根要1求所述的基于微服务构架制的执造系行,统特征其在:于述客所端包户括手机、平板及PC电脑。<p>技术域领说明书发本涉及明造执行制系,具体统及涉于微服基务架构制造执行系的统。景背术技目前市上,面使用AJV、C#A等高语言开级的发/C和S/SB构的ME架S制造执(行统)占据系几乎了部的全市场份额。其中一架构种是基OS于I(G动态化块模化系)统术技OS,GI技术是一系指列范。OSGI规架是框一个大的具有强格严定义的装载模类型它,基于aJav上之但是,加了模增块。在化Jaav中正常,情下有一个况含包有类所和源的类路资径,OGSI模块层为一个模增加块了有私类时有可控模块间同链。O接GSI模层和安块架全构完集成全可以,选部择署到闭封系、防御统统系,或由者商决定厂的完由用户管理全的系。统另一是基种于OSA面向(务的服构架)式模它,一是个件组型,模能将应用程够序不的同功能单(元称服务)为过这些通服务间之定良义好接的口和契联约系来。起接口是采中用的方式立行进义定,它的该独应立实现服务的硬于平台、件作系统操编和程语言,使得构建在各这种样各统系中服的可务以以种统一一和通用的方式进行交互。本明发要基主于两大方的背景构面造生产框此协架议。一第根据现场的调,研现发,目市场存在前以的情况是下定决企使业用ES的M则和趋规势:1)各业行不的客同需户差异巨大求定制,强化;大2)目从需项求实施到要求的工短,期求变需更快;3)后期会添加WMS(库管仓理系统)、AP(进S阶产生划规排及程统系)等能功要;求)对4集于平台团的化整;合5企)业硬件级升软,件对变应或升级更;)各应用6使用的平台研发和语言通,系不统存较在程序组多;合7)人员的安和排施实,限性和简易局。性二第与,目的前单体应进用行比对结的果 分析如下:1过于)杂复单体应用需要:完的整务场业和需求景析分,完整的求分析需需要完的整制度能形才,成于综对性合集的团司或者大公型企才拥有业完体系整建去设和施,实中微小公司型、工无厂提法供整的需求完析分,进而体应单用法无到与达之对的应产效益能;2过于)脆弱采用:中化心据数理,管虽然对据数进集行式管中、理查询维护、,但是单数存储据终是集始式中,的一个模设计出现问题块会影响便它其模块的用应,致数据导心完全坍塌,中个漏洞或一一个者ug会b造成个整统系的塌;坍)3交延付期:体单式开的系统发在存交付延的可能性期非常,大因原包含就前需期调研的不确求定素因较多比其次,软从件开到发项目实施、培训过中,根据工厂程现的有件硬设变更,备软件还实未,施求可需能就更变;)4率效低无、用:功体单开发式需求变动的或代码者重会构成造从单测试元整体、测、试压力试测等系列一测重新试行,浪费时间和资源进,难以支连持交付续的求需。统的传生管理产和制造行执统系台是将程序的平有所能功打形成包个或一多者个应用,部署所有系统后才可使用这。模式种存项目在大庞、代庞杂码、管困理难的点,同时系缺中的部分内容统修改,须必重部新全署部系才统恢复可正常,升级造改常异难;每一个困统每系一个能功模块能只采用统的方案进一开发,行技线路术够灵不。微活服是由务AAMZONEB、yaN、telfix公司从各等种杂复项目中逐抽离渐分解形成的开维护的发架构模式,其核心想是思负载应用将统中系的能功独以业务立块模的形式分到各解个离散服的务,每个中务围服特定业绕,务定功能确边界采,统一用轻量级信机制进行数据交通。互服微架务强调构的一第重点就个业是务统需要系彻的底组件和化服务化原有的,单个务业系统拆会为分个多以可立独发开设计、、行和运运维的应用,这小小些用应间之过通服务完成交和集互,成个每应用小前端We从bIU到控制、层逻层、数据辑库问访数据、库是完都独立全的。成从方本考虑,面可根据厂需工的要块定制模使用,必将不不要的模需部块于署务器服对,硬件要求得以降低,的软件按模块收照,成费亦本可降下。从安全性度分角,析一统的口接,一统的式,便模于一统信息管的理。从工学人习度考虑,各个角位岗只需了自解己该操的作模,块无了需全解工部能。再后期从务服考,系虑统提供统的接一和配置,口他其件供软商应只需要按规照进范数据调行和管理,用任可意系将统集与成离分。发明内容(一解)的决术问技题针现对有技所存在的上述缺点,本发术明提供了于微基服务架构制造执行系统的能,够 有效克现有服术所存技的上述在陷缺(二)技术方案。为实以上现的,目本明发通以下过技术案予以实现:方于基微务架服的制造执行系构统,括包微务服和硬件所述微服,包括用务于现系统发需要接具体连服务微系统服的务现发用,于具体微服对务行进配的置统系服配置务用于对工厂基本,信进息数据建行的模厂建模,包含各种微工服应务用用于在造制执行统系中现实应相能的微功务服理管系,统及所以微服务管理述系创建统用的于与他其目对项接发的系统服开务统一网关;所述硬件括包用于为服务提供数据微储、访问及运存功维的能数据服库务,用器于储微服存务管系理的统应用统服务器系用于,进行生的现产场设,用备于网对络进行配置、开一放些定端特口行进据通数信路由器交的换机以,及用于过通系服统统一网务关问应访用系服务统器的户客。端优选地,所微述务管理服系统中微服的务用应包生产括管理、品管质理、设备管、理数据集采工、艺管、理报管理表、产排生、基础资料程O、EE指标分析、薪资理管数、共据、任享务工、能派平衡力析分。优选地,述所统系服统一网务为关AP网关I。选优地所,制述造行系统各模执之块通间jso过n式,通格过httsp或http接直调用。优选,所地硬件述包括用于还需对装微要务环服境服务的器行进务部服署,调于用数库服据器的务服务引擎,对小型于微服的务管理统系可以,服务引擎将数据库与服器务安装一在起。选优地所,现场设述包备括有IoT带标准议的设备、协有带OPC业协议工的设备,以及包含带通有的读信写、扫码枪卡优选地。,所客述户端括手机包、平板及PC脑。电(三)益有果与效有现术技比,相本明发提供的基所于服务微构架制的执行造统系从可以两下个方面虑考:、架一效构益1独)立部,署可仅更新某以个服,而务需重无新署部个应整用序,并且在程出现问题的时候行回进滚,或者滚更动新修复,bgu者或布新发能变得功加可更;控2独)开立发单一的开发,队团就可构以、测建和部试署务,这服样就实能持现续新创和快的更布发奏;节3)小专注而团队的,团队以只可专于某个服注务缩,小每个服务范围的得使码库更代于理易,解时同的团队新成员更易容手上4);障隔故离一个服,的务障不故会垮拖整应用个序程但是这并,不味着因此意得了获服务的弹,性仍然需遵要弹性设计的最循佳体和相验应设计模的;5)式合混术栈,技队团可随意以选最适合他取们务服技的术;)6细粒度展,扩务服可进以独行立扩的,展时同个每VM(虚机拟上)服的密度越高,务意味着分充用利了MV资源使用,置约束的话配一个,务服以匹配到一 可个MV配置(高PU,C高存等等);内二最、体验1)围佳业绕务域的领模型务;服)2个各队都负责设计团构和服务建避,免共享码代或据数模式;)数3据存储对于数所有据来者说是私有的这实现,每个了务和数服据类型最的佳存储;)服务通4设过计良的好API通,信以避可泄露实免细现;节5避)免务服间耦合的6)将;横切注关从点AIP网关分离来出,如比证认SS和L端终;7)领将域知维持在识网之关外,关网应该在不解业了规则务或域逻领辑的况情处下理户客请求端,否,则关网变会强得依和赖致导服务之间高的耦度合8;服)务之间该应松是散耦、合功能内聚高的有可,能时变更的同功应能该包和打部署一起,在因如果为们驻留在独他立的服中,那务些服务会由于来越越紧的耦合密而被结束一个—务服的更变将求更要其新服他;务)9故隔离障使用弹性,策可以略将务故服从障务间的关服联中离隔出。来附图说为明更了楚清说明地发明实本例施或现有术中技的术技案,下面将方实施例对现或有技描术中述需要使所用的图作附单地介绍。显而简见地易下面,述描中附的图仅仅是本发明的一些施例,对于实领域普通本技术员来讲人在不,付出造性创劳的动提前下,可以还根这些据附获图其他得附的。图图1为本明发服微务构示意图;图2为结本发明硬结件示构意图图3;为发明本流程示意图具。实体施方式为使发本明施实例的的目技、术方案优点更和清楚,加面将下结本发明实施例中合的图,对本发附明实例中的施技术案方进清楚行完、地描述。整然显,描述所实的例施本是发明一部分实施,例不是而全的部实施例基于本。发中明的实例,施本领域普技通人术员没有在出创作性造动前提劳下获得所的所有其他实施例,属都于本发明保的护围。范于微基服务构的架制执造行系,如统图和图12示所,包括微服务和硬件,服务微括包用于发现统系需要连具接微服体务系的服统发现务用,对具体微服于进务配行的系统置务配服,用置对于厂工本基信进息行数建据模的工厂模建,含各种包服微务应用于在用造执行制统中系实现应相功的微能务服理管统系以及微服,务理系管创建的用于统其他与目项接开对发的系服统务统网关;硬一件括包用于为服微务提数供存储据、访及运问功能维数据的服务器库用于,存微服务管理系统的储应用统服务系,器用于行生进产现的设备,场于对用网进行络配、开置一放特些端口进行数据通定信的路由交器换,机以及于用通过系服务统一统网关问应用访统服系器的客户端。务服微管理系统中的微服务务用应括生产包理管品、管理质、设备管理、据数采集、工管艺 理、报表管理、生排产、基础程料资、OE指标分析E薪资、管理、数据共享、务派任、能工平衡分析力。系统务服统一关为网AIP关网。造制行系统各执模之块通间过jsno式格通过,tths或hptpt直接调。用硬件包括用还对需于要装微务服境的服环器进行务服务部署,调用数于据库务服器的务服引,对擎于小型微服务的管系统,可理以将服务引与擎数据服库务器装在安一起。现场备包括带设有Io标T协准议的设、带有备OPC工业协的议备设以及,含带有通包信读的写、扫卡码枪。户端包括客机、平手及P板C电。脑整体流程为:1)工建模,对于厂厂工基本信进行息数建模据;2硬件实),每一施个服微应用对务件要求硬同不,根可据务数量选择合适的服件硬;3)制造行系执统各模块的步式分开发、布分部署式分、式部运营。每个一微服务应的用发开基本步骤下:如)1建界创面程,的界面必序须一在始开就设计好否则,后期将很在难进修行改因此,,使用是Widnow提s供的认默皮还是肤己编自写肤皮,要需早最行构思,如进果是一整体的个软,件要先进行软需件能功设置;2设)置属性,这是个用的方通,作法用“创建程序和界面差不多,”基本方就是法“性属口、窗代(码对名称.属性名象=属性称)值”;3)编代码写,完成程理序设计之论,后就开始编写程序代码,具了代体与码程本身序有关;)保存4工程,计完毕之后设首需要把先程工保下存来,好最每是一次改修都保存源程工修和后的工程,改以便后日遇到在误时快速恢错复;5测试程)序完成修,之改后要时测及试发现,已的有问题创,建可行程执序之就后难很再修了;改6)建可创执行序程(脚),本完成程工后之可就创以建一出个执行程序可(脚或),本时此算计程序已经机设完计毕。以上实例仅用以说施本明发明的技术方案而,非其对制限;尽参照前管实述例对施本明发行了详进的细明说本领域的普通,术技员应当理解:其依人然以可前对述实各施例所载的记技方案进术修行,改者对或中部分技术特征其进行等同换替而;些修这改者或替换,并会不相应技使方术的案本质脱本离明各实发例技术施案方精神的和范围。<p>/