一種支持基于模型設計的工業(yè)智能控制產品開發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)智能控制產品開發(fā)技術領域，具體涉及一種支持基于模型設計的工業(yè)智能控制產品開發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]“工業(yè)4.0”中的智能制造所面對的現(xiàn)實問題是現(xiàn)代系統(tǒng)正變的越來越復雜，高效的開發(fā)過程與可靠的質量保證成為智能制造必須要解決的核心問題。
[0003]復雜控制類的產品隨著技術的發(fā)展變得更復雜、更智能，也更難以預測，人腦已經不再能夠預測到產品系統(tǒng)行為，這使得功能強大快速原型技術、實時仿真與自動代碼生成工具將是不可或缺的。利用模型設計、快速原型、自動代碼生成、實時仿真與自動化測試以及在線產品設計交付技術可以貫穿整個產品設計、生產及供應鏈管理的整個產品生命周期，大幅降低了開發(fā)工作量與開發(fā)風險，使開發(fā)環(huán)節(jié)與生產環(huán)節(jié)無縫銜接。
[0004]智能控制器半實物開發(fā)仿真平臺是一個可以將模型設計、自動代碼生成、實時仿真、自動化測試以及在線產品設計交付技術于一體的智能化設計與開發(fā)平臺，而該平臺就是基于模型的企業(yè)(Model-Based Enterprise, MBE)所需的核心基礎設施。
[0005]“基于模型的企業(yè)”已成為這種先進制造方法的具體體現(xiàn)，它的進展代表了數(shù)字化制造的未來。美國陸軍研宄院指出“如果恰當?shù)臉嫿ㄆ髽I(yè)MBE的能力體系，能夠減少50%~70%的非重復成本，能夠縮短達50%的上市時間”。全世界眾多裝備制造企業(yè)也逐步加入到MBE企業(yè)能力建設的大軍中。MBE作為工業(yè)4.0發(fā)展的核心環(huán)節(jié)之一，已上升到了國家戰(zhàn)略和未來先進制造技術的高度，它的研宄應用成功與否將關系到未來制造業(yè)的新格局。
[0006]然而現(xiàn)有技術存在以下技術問題:A、基于模型的設計方法代表未來智能控制系統(tǒng)研發(fā)技術的發(fā)展趨勢，但由于嵌入式硬件設備的制約，基于模型的設計的協(xié)同開發(fā)仿真存在很多障礙，極大制約了該技術的推廣與應用。B、傳統(tǒng)的云架構只支持計算資源、存儲資源和網絡資源。嚴重缺乏復雜控制類產品開發(fā)所必須的專用I/O資源池，例如并口資源、串口資源、總線資源(包括12C總線、CAN總線、Flexray總線、1553B總線、CPC1、PXI總線等)，所以需要探索面向復雜控制類產品專用的私有開發(fā)云方案。C、樣機資源與被控對象模擬器資源目前只能在本地使用，嚴重制約了智能控制類產品的協(xié)同開發(fā)能力的發(fā)展，同時由于資源利用率低下，智能控制類產品的開發(fā)成本及其昂貴。

【發(fā)明內容】

[0007]為了有效解決上述問題，本發(fā)明提供一種支持基于模型設計的工業(yè)智能控制產品開發(fā)系統(tǒng)。
[0008]一種支持基于模型設計的工業(yè)智能控制產品開發(fā)系統(tǒng)，所述工業(yè)智能控制產品開發(fā)系統(tǒng)包括云層、虛擬層及硬件層，所述硬件層通過虛擬層與所述云層一一映射。
[0009]進一步地，所述云層包括BASE層資源池及DEV層資源池，所述BASE層資源池為所述DEV層資源池中的開發(fā)節(jié)點、仿真樣機及被控對象分配所需的資源。
[0010]進一步地，所述硬件層包括通用處理器硬件、存儲硬件、網絡硬件、嵌入式處理器硬件及工業(yè)I/o硬件。
[0011]進一步地，所述嵌入式處理器硬件包括ARM體系結構處理器、MIPS體系結構處理器、X86體系結構處理器、POWERPC體系結構處理器以及、SPARC體系結構處理器；
所述工業(yè)I/O硬件包括422/485接口、CAN總線接口、1553B總線接口。
[0012]進一步地，所述虛擬層包括與通用處理器硬件及嵌入式處理器硬件對應的計算虛擬化層；與存儲硬件對應的存儲虛擬化層；與網絡硬件對應的網絡虛擬化層；與I/o硬件對應的I/O虛擬化層。
[0013]進一步地，所述BASE層資源池主要包括通用計算機資源池、存儲資源池、網絡資源池及I/o資源池；
所述硬件層中的處理器硬件及嵌入式處理器硬件通過計算虛擬化層與所述計算資源池映射；所述存儲硬件通過存儲虛擬化層與所述存儲資源池映射；所述網絡硬件通過網絡虛擬化層與所述網絡資源池映射；所述工業(yè)I/o硬件通過所述I/O虛擬化層與所說I/O資源池映射。
[0014]進一步地，所述DEV層資源池包括根據(jù)自動分配、組合BASE層資源池中資源而構建出的開發(fā)節(jié)點資源池、仿真樣機資源池與被控對象資源池。
[0015]進一步地，所述開發(fā)節(jié)點資源池為:從BASE層資源池中分配計算資源、存儲資源與網絡資源，構建云開發(fā)主機，生成開發(fā)節(jié)點，每個開發(fā)節(jié)點自動配置生成MBD開發(fā)環(huán)境，支持自動代碼生成，同時根據(jù)模型分層關系自動生成開發(fā)節(jié)點拓撲結構；
仿真樣機資源池為:從BASE層資源池中分配計算資源、存儲資源、網絡資源、嵌入式計算資源與工業(yè)I/O資源，根據(jù)需求生成各種仿真樣機，供各開發(fā)節(jié)點共享、分配與仿真使用；所述仿真樣機資源池內支持仿真樣機數(shù)量最大為100個；
被控對象資源池為:從BASE層資源池中分配計算資源、存儲資源、網絡資源、嵌入式計算資源與工業(yè)I/O資源，生成被控對象仿真模型，仿真智能控制系統(tǒng)的被控對象相關的各種運動學屬性、動力學屬性以及其他狀態(tài)屬性，供各開發(fā)節(jié)點共享、分配與仿真使用。
[0016]進一步地，所述開發(fā)節(jié)點拓撲結構的生成具體為:應用MOI算法通過共享存儲使模型的輸入輸出集以及模型數(shù)據(jù)集在父模型與子模型之間的共享傳遞，從而使父模型與子模型在不同的開發(fā)節(jié)點上獨立開發(fā)，實現(xiàn)開發(fā)節(jié)點的拓撲結構。
[0017]本發(fā)明的有益效果:通過增加了嵌入式硬件，降低了協(xié)同開發(fā)仿真存在的制約；同時增加的工業(yè)I/O硬件，可實現(xiàn)復雜控制類產品專用私有云的開發(fā)，提高了資源利用率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供一種支持基于模型設計的工業(yè)智能控制產品開發(fā)系統(tǒng)，具體為一種支持基于模型設計的工業(yè)智能控制產品開發(fā)的云架構，所述該產品開發(fā)云架構包括云層、虛擬層、硬件層，所述硬件層通過虛擬層與所述云層一一映射；所述模型設計具有為建立的一個系統(tǒng)模型，即通過數(shù)學模型來精確、無歧義地描述用戶需求，創(chuàng)建一個可執(zhí)行、可跟蹤的技術規(guī)范，通過這個系統(tǒng)模型，動態(tài)的確認系統(tǒng)性能；通過本發(fā)明提供工業(yè)智能控制產品開發(fā)云架構實現(xiàn)智能控制產品A、B、C、D、E的開發(fā)平臺。
[0022]所述云架構的硬件層包括通用處理器硬件、存儲硬件、網絡硬件、嵌入式處理器硬件及工業(yè)I/O硬件。
[0023]所述云架構的虛擬層包括與通用處理器硬件及嵌入式處理器硬件對應的計算虛擬化層；與存儲硬件對應的存儲虛擬化層；與網絡硬件對應的網絡虛擬化層；與I/o硬件對應的I/O虛擬化層。
[0024]所述云層包括BASE層資源池及DEV層資源池，所述BASE層資源池主要包括通用計算機資源池、存儲資源池、網絡資源池及I/o資源池；所述BASE層資源池可以為DEV層資源池中的