一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法
【專利說明】一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法，屬于通信和智能制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著工業(yè)4.0的到來，以軟件和網(wǎng)絡(luò)化為核心的“智能制造”要求制造企業(yè)全面提高現(xiàn)有的信息化建設(shè)水平，通過信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛深入應(yīng)用，實(shí)時感知、采集、監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建“數(shù)字化企業(yè)平臺”，實(shí)現(xiàn)從車間到企業(yè)管理層的雙向信息流延伸和數(shù)據(jù)的協(xié)同優(yōu)化，提高制造企業(yè)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)靈活性。
[0004]為了在未來長期保持競爭優(yōu)勢，大部分制造企業(yè)已部分實(shí)現(xiàn)了信息化建設(shè)，在其產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造過程的諸多環(huán)節(jié)上卓有成效地采用了各種信息化系統(tǒng)，但環(huán)節(jié)效率的提升與企業(yè)整體效率的提升是非線性關(guān)系，企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營的每一個環(huán)節(jié)中可能存在的“信息斷層”、“信息孤島”等問題都會成為企業(yè)發(fā)展的巨大障礙。此外，受技術(shù)發(fā)展、企業(yè)規(guī)劃等因素的影響，制造企業(yè)在不同時期部署的由不同軟件供應(yīng)商提供的應(yīng)用系統(tǒng)更導(dǎo)致了應(yīng)用系統(tǒng)間信息交互鴻溝的存在。伴隨應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量級的不斷增長，系統(tǒng)間信息交互通道的缺失或業(yè)務(wù)流程的不連貫勢必將進(jìn)一步加劇“信息孤島”問題。
[0005]目前，在基于數(shù)據(jù)通信來實(shí)現(xiàn)分散系統(tǒng)的集成技術(shù)方面一般都會采用遠(yuǎn)程過程調(diào)用方式、分布式共享方式、以及發(fā)布/訂閱方式等交互方式。但隨著應(yīng)用需求的推動，上述方式都存在著各自的應(yīng)用局限性:1，遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC方式采用C/S模式實(shí)現(xiàn)兩兩系統(tǒng)之間的通訊，客戶系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程調(diào)用所需要的參數(shù)發(fā)往遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器接收到消息后調(diào)用相應(yīng)過程并通過網(wǎng)絡(luò)將結(jié)果發(fā)回給客戶系統(tǒng)。在異構(gòu)環(huán)境中，不同的機(jī)器使用不同的數(shù)據(jù)表示，因此RPC還需要對每一種數(shù)據(jù)類型都建立相應(yīng)的可轉(zhuǎn)換映射，在大數(shù)據(jù)量情況下其數(shù)據(jù)傳輸效率低。2，分布式共享方式通過不同的共享載體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，典型的有文件共享服務(wù)器方式和數(shù)據(jù)庫共享數(shù)據(jù)方式。文件共享服務(wù)器方式適用于批量處理數(shù)據(jù)，但不太適合應(yīng)用于制造過程管理之類的實(shí)時業(yè)務(wù)，且文件服務(wù)器的使用存在文件被篡改、刪除或泄密的風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)庫共享數(shù)據(jù)方式相較前者而言其數(shù)據(jù)交互相對簡單，但數(shù)據(jù)庫連接池是有限的，隨著交互系統(tǒng)的增加將可能導(dǎo)致無可用的數(shù)據(jù)庫連接。3，Message方式下，系統(tǒng)A將消息發(fā)送到消息中間件，若系統(tǒng)B訂閱系統(tǒng)A發(fā)送的消息，則將該消息推送給系統(tǒng)B。這種交互方式比較靈活，可以實(shí)現(xiàn)同步/異步通訊，但Message方式的通訊效率完全依賴于消息中間件的性能。隨著接入中間件系統(tǒng)數(shù)量的增加，消息中間件需要不斷增加硬件或軟件資源以確保通訊效率，否則在大數(shù)據(jù)量的情況下，消息可能會產(chǎn)生積壓，導(dǎo)致消息延遲、丟失甚至消息中間件的崩潰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，提出了一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法，在保證各個系統(tǒng)安全性的前提下，打通原本孤立的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同層級、不同系統(tǒng)之間的雙向信息流交互問題，提供面向制造企業(yè)工業(yè)4.0發(fā)展的必要基礎(chǔ)設(shè)施。
[0007]技術(shù)方案:制造企業(yè)在其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造管理過程中使用了諸如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、企業(yè)資源計(jì)劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES等多種信息化系統(tǒng)，這些用于不同環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)不同功能的信息化系統(tǒng)統(tǒng)稱為應(yīng)用系統(tǒng)。這些應(yīng)用系統(tǒng)由于采用不同的技術(shù)架構(gòu)、或者由不同的軟件開發(fā)商提供等原因，系統(tǒng)間的信息交互存在障礙或存在安全隱患。
[0008]為快速、靈活地實(shí)現(xiàn)信息流在各個系統(tǒng)之間的有效交互，本發(fā)明提出了一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法，包括客戶端和服務(wù)器端兩部分?？蛻舳素?fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用請求的轉(zhuǎn)發(fā)；服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)對客戶端數(shù)據(jù)的接收、客戶端提交請求的轉(zhuǎn)發(fā)以及處理結(jié)果的反饋。在服務(wù)器端與各客戶端協(xié)同工作下，確保系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互的實(shí)時性和可靠性。該方法具體包括如下步驟:
步驟I，服務(wù)器端完成對于客戶端的配置工作。服務(wù)器端在完成企業(yè)各個應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)信息規(guī)范的設(shè)置后，配置客戶端與上述應(yīng)用系統(tǒng)之間的代理關(guān)系，封裝為基礎(chǔ)信息包供客戶端啟動后下載。
[0009]上述應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)的信息規(guī)范指的是應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用流程環(huán)節(jié)信息、應(yīng)用系統(tǒng)能夠提供哪類信息、應(yīng)用系統(tǒng)需要哪類信息等信息的設(shè)置。由于制造企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及制造過程均遵循一定的流程，對于各個環(huán)節(jié)使用應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)信息規(guī)范的配置能夠明確各個系統(tǒng)之間的信息流轉(zhuǎn)問題。此外，在市場需求和產(chǎn)品生產(chǎn)流程發(fā)生變化時，企業(yè)通過調(diào)整客戶端與應(yīng)用系統(tǒng)之間的代理關(guān)系能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)間信息交互的快速調(diào)整，靈活適應(yīng)不同的制造過程管理需求。
[0010]步驟2，客戶端啟動后從服務(wù)器端處下載配置文件，即基礎(chǔ)信息包，并完成對基礎(chǔ)信息包的解析，獲取其代理的應(yīng)用系統(tǒng)及關(guān)聯(lián)客戶端的相關(guān)信息，包括:①代理的應(yīng)用系統(tǒng)的IP、監(jiān)聽端口等連接信息；②代理的應(yīng)用系統(tǒng)所需和提供的有關(guān)信息規(guī)范；③其他關(guān)聯(lián)客戶端的IP、監(jiān)聽端口及啟用狀態(tài)等信息；該基礎(chǔ)信息包可用于后續(xù)步驟中連接身份合法性的驗(yàn)證。此外，客戶端在啟動后需要定期向服務(wù)器端發(fā)送心跳請求，作為客戶端是否正?；顒拥呐卸?biāo)識。
[0011]步驟3，應(yīng)用系統(tǒng)啟動后即發(fā)起到客戶端的長連接請求，客戶端根據(jù)其連接身份合法性的驗(yàn)證結(jié)果響應(yīng)該連接請求，并可以為合法的連接請求創(chuàng)建一個消息隊(duì)列。該長連接僅用于接收推送給系統(tǒng)自身的消息，并僅在客戶端主動向服務(wù)器端提交連接結(jié)束請求并得到響應(yīng)后才斷開。
[0012]步驟4，應(yīng)用系統(tǒng)啟動后需要主動向服務(wù)器端或者其他應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)送消息時，需要重新發(fā)起到客戶端的連接請求，客戶端根據(jù)其連接身份合法性的驗(yàn)證結(jié)果響應(yīng)該連接請求，通知應(yīng)用系統(tǒng)可以開始執(zhí)行通信任務(wù)。該連接僅用于消息的發(fā)送，并可以在任務(wù)完成之后即斷開連接。
[0013]步驟5，客戶端在接收到消息后，解析消息并根據(jù)消息的目標(biāo)地址選擇相應(yīng)的處理方式，執(zhí)行步驟5.1，或者步驟5.2，或者步驟5.3。
[0014]步驟5.1，消息的目標(biāo)地址為客戶端自身，則在完成消息接收后向?qū)?yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)送一個對應(yīng)的應(yīng)答消息；
步驟5.2，消息的目標(biāo)地址為服務(wù)器端，客戶端則在接收完全部消息后，將接收到的多個消息包根據(jù)目標(biāo)地址拼裝成命令向服務(wù)器端轉(zhuǎn)發(fā)；服務(wù)器端獲取并解析該消息，并向客戶端發(fā)送相應(yīng)的應(yīng)答消息，客戶端將該應(yīng)答消息通過步驟3所建立的長連接推送至應(yīng)用系統(tǒng)。
[0015]步驟5.3，消息的目標(biāo)地址為其他應(yīng)用系統(tǒng)，則依據(jù)基礎(chǔ)信息包中的信息建立到目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)的通信路徑，具體包括如下步驟:
步驟5.3.1，源應(yīng)用系統(tǒng)的代理客戶端在基礎(chǔ)信息包中查找目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)所屬客戶端的地址，發(fā)起到目標(biāo)客戶端的連接；
步驟5.3.2，目標(biāo)客戶端響應(yīng)該連接請求，源客戶端將消息進(jìn)行拼裝后通過該連接發(fā)送到目標(biāo)客戶端；
步驟5.3.3，目標(biāo)客戶端獲取該消息，并將解析后的消息添加到目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)所屬消息隊(duì)列中，并通過步驟3所建立的長連接將該消息推送至目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)。
[0016]通過上述步驟，即能實(shí)現(xiàn)各個應(yīng)用系統(tǒng)之間的自主互聯(lián)的點(diǎn)到點(diǎn)通信，即使當(dāng)服務(wù)器端服務(wù)不可用時，也不影響應(yīng)用系統(tǒng)A與應(yīng)用系統(tǒng)B的信息交互，而且通過客戶端與應(yīng)用系統(tǒng)之間的多級代理關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)之間的隔離，確保應(yīng)用系統(tǒng)的安全性。
[0017]但隨著應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量級的不斷增長，配置的復(fù)雜度也隨之增大。為了提高對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)性，降低人工配置客戶端與應(yīng)用系統(tǒng)之間的代理關(guān)系可能存在失誤造成的影響，根據(jù)各個應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)的信息規(guī)范，如應(yīng)用系統(tǒng)在制造過程中的連接關(guān)系、應(yīng)用系統(tǒng)提供/所需信息點(diǎn)等，也可以采用自決策策略建立點(diǎn)到點(diǎn)的通訊路徑完成通信任務(wù)。根據(jù)所屬局域網(wǎng)、跳數(shù)、通信帶寬、客戶端代理連接數(shù)等參數(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)可尋找其最優(yōu)的客戶端形成基于代理客戶端的點(diǎn)到點(diǎn)通訊路徑。
[0018]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法更能夠適應(yīng)制造企業(yè)大數(shù)量交互情況下應(yīng)用系統(tǒng)之間基于數(shù)據(jù)通信的有效集成，為企業(yè)提供了一種快速應(yīng)對不同制造過程管理需求的信息交互實(shí)現(xiàn)方式。代理客戶端從服務(wù)器端獲取代理配置文件后即可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的自主互聯(lián)，能夠有效規(guī)避單點(diǎn)故障問題，并在不額外增加中間交換設(shè)備成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的通信，事件響應(yīng)速度及交互實(shí)時性得到可靠保障。此外，通過建立客戶端與應(yīng)用系統(tǒng)之間的多級代理關(guān)系既能保證一定的業(yè)務(wù)隔離性，又能夠很好的適應(yīng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域、不同企業(yè)以及企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營各個環(huán)節(jié)的銜接與數(shù)據(jù)協(xié)同優(yōu)化。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所形成的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中應(yīng)用系統(tǒng)與服務(wù)器端的信息交互處理流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0021]工業(yè)4.0發(fā)展下現(xiàn)實(shí)與虛擬交互性的不斷加強(qiáng)，產(chǎn)品制造各個階段的無縫銜接以及數(shù)據(jù)的自由流通是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的必要條件。為此，針對Message方式、共享服務(wù)器等交互方式存在的應(yīng)用局限性，本發(fā)明提出了一種支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的自主互聯(lián)以及可靠的點(diǎn)到點(diǎn)通信。
[0022]支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法主要涉及服務(wù)器端和客戶端。其中，服務(wù)器端一方面用于提供客戶端與應(yīng)用系統(tǒng)之間的代理信息；另一方面主要負(fù)責(zé)對客戶端數(shù)據(jù)的接收、轉(zhuǎn)發(fā)及處理結(jié)果的反饋?？蛻舳藙t負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用請求的轉(zhuǎn)發(fā)。在服務(wù)器端和客戶端的協(xié)同工作下實(shí)現(xiàn)多個應(yīng)用系統(tǒng)之間快速、可靠的信息交互，以此實(shí)現(xiàn)分散系統(tǒng)的有效集成，實(shí)現(xiàn)信息流在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營各個環(huán)節(jié)的有效流通。
[0023]支持多異構(gòu)系統(tǒng)智能交互的方法具體包括如下步驟:
步驟1，服務(wù)器端完成對于客戶端的配置任務(wù)。服務(wù)器端首先需要完成對于企業(yè)各應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)信息規(guī)范的配置任務(wù)，以明確各個系統(tǒng)之間的信息流轉(zhuǎn)問題；