基于OSGi的协同制造软件平台设计

任辉，陈瑶

（1.同济大学电子与信息工程学院计算机系，上海 201804；2.同济大学电子与信息工程学院CAD中心，上海 201804）

基于OSGi的协同制造软件平台设计

任辉1，陈瑶2

（1.同济大学电子与信息工程学院计算机系，上海 201804；2.同济大学电子与信息工程学院CAD中心，上海 201804）

运用SOA思想，设计基于OSGi框架的企业协同制造软件平台，并介绍该公共服务平台提供的主要服务；在实际应用过程中，提高中小企业与区域骨干企业的商务沟通效率，降低中小企业的信息化成本，在加快中小企业信息化进程、提升企业竞争能力和创新发展方面取得良好的经济效益。

OSGi；SOA；企业信息化；协同制造

0 引言

中小企业是促进经济发展的重要力量，为我国的GDP增长和促进就业做出了重大贡献。我国沿海地区中小企业集群化的发展态势十分明显，各地区形成了优势特色产业集群。制造业的竞争不断加剧，如何优化供应链，降低沟通环节成本，成为地区政府和企业需要解决的重要问题。随着经济全球化和信息技术的不断发展，出现了协同制造这一新型经济形态，协同制造是以企业之间业务过程高度集成化和信息资源高度共享化，及制造敏捷性为目标的新型制造模式。从企业管理角度看，利于优化企业组织结构，促进企业间商务协作，并将伴随着工业化步伐的迈进和信息化技术的进步而进一步发展。

协同制造发展模式可以充分发挥区域产业优势，实现资源的最优调配，从而最大化经济效益。建立协同制造公共服务平台，汇聚地区产业力量，使供应商、分销商和制造企业很方便地通过网络平台实现商务沟通协作，带动企业制造服务化发展，从而有效降低产业链协作成本，促进区域产业集群的建设，提高地区制造业的整体竞争力；同时企业不需要为此重复购买软硬件设备，不需要聘请专门的技术支持人员，可以很大程度降低信息化成本，使企业将更多资源用于产业结构升级。

软件平台应用方面的难点在于要满足不同行业、不同协作方式对平台的应用需求。鉴于中小企业信息化水平普遍较差，并且各行业、各企业信息化水平参差不齐的现状，软件服务平台要尽可能地解决业务需求和技术实现之间的矛盾。本文运用面向服务的体系架构（SOA）思想和OSGi框架很好地处理了上述问题。

1 面向服务架构体系和OSGi

1.1 SOA

面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture, SOA）以服务为导向，使业务和技术完全分离，其松耦合、粗粒度的特征非常适合企业信息化项目[1]，使企业业务可以迅速响应市场需求的变化，并提高服务的可重用性。

1.2 OSGi组件模型

不管是大规模分布式系统还是小型嵌入式应用，OSGi都可以通过模块化的架构来降低复杂性，从而减少开发和维护成本。OSGi联盟用层次模型介绍了OSGi标准[2]，如图1所示。

图1 OSGi层次结构

●Bundles是开发者遵循OSGi标准开发的组件。

●运行环境层是Bundle的运行环境，通过本层Bundle可以运行在Java虚拟机上。

●模块层定义了组件如何加载外部类，以及如何允许外部类调用。

●生命周期层提供了一系列API，用来安装、启动、停止、更新和卸载组件。

●服务层提供了面向服务的编程模型，使组件之间可以动态地连接。

OSGi实现了一个动态组件系统，定义了一套模块化的应用开发框架[3]，允许将应用分成多个模块，易于部署，可以动态地安装、启动、更新、停止、卸载不同的应用模块，且不用重新启动容器，非常适合实现面向服务架构的应用。OSGi组件系统可以降低开发复杂性，组件内部相互隐藏，组件间通信通过良好定义的服务进行，隐藏内部信息意味着之后可以自由地更改，不仅减少了bug，也使组件开发变得更简单。OSGi组件模型可以很方便地在应用中使用第三方组件，提高软件复用度。

2 基于SOA和OSGi的协同制造软件平台设计

地区性优势产业集群化的发展趋势，要求建立高效的协同制造服务平台。通过深入研究，本文设计了基于SOA和OSGi的协同制造软件平台。

2.1 软件平台架构设计

协同制造软件平台的架构需要支撑企业信息和社会资源的高效交互，通过需求调研，梳理企业业务流程，结合广泛应用的技术，运用SOA思想和OSGi框架，本文设计了软件平台框架，如图2所示。

图2 协同制造服务平台框架

本文对平台体系框架的分析如下：

（1）表现层。此层是协同制造软件平台的门户，是用户看到并与平台交互操作的Web界面，用于显示数据和接受用户的数据和服务请求。平台管理员、企业管理员、企业用户、应用开发者可以通过浏览器访问本平台，平台门户包含企业列表，需求列表，商圈列表，用户注册、登录等信息。

（2）服务层。本层包含服务平台所能提供的主要服务功能，包括采购管理、销售管理、物流管理、委外管理、库存管理、产品管理、资源发布、质量管理、物料管理等。

（3）总线层。本层是服务平台的核心，主要包括业务过程、规则引擎和企业服务总线，使得不同的应用服务能够协调运行，实现服务之间的通信和优化配置[4]。

（4）组件层。本层包括数据访问组件、业务逻辑组件和其他组件，完成对业务逻辑和数据的处理。业务逻辑组件将平台服务封装成粗粒度的组件，数据访问组件对各类数据给出了完整定义，方便描述各类数据对象。

（5）数据层。各类业务逻辑通过通用数据访问接口访问产品数据库、物料数据库、厂商信息库、供应关系库等数据库，对信息的加工操作，完成商务交易。

2.2 软件平台功能模块

本软件平台主要功能模块：

（1）门户模块

通过服务平台门户模块，可以浏览加入本服务平台的企业目录，检索企业列表和需求列表，查看企业信息、制造能力信息和产品信息。

（2）用户管理模块

协同制造软件平台的用户分为4类，分别是平台管理员、企业管理员、企业用户、应用开发者。通过基于角色的访问控制技术（Role-Based Access Control,RBAC），根据不同的身份角色赋予对应的控制权限[5]。其中平台管理员整个软件平台的管理者，拥有最高权限，可以对企业信息进行审核、查询、增删、修改等。企业管理员可以对本企业的资料进行修改、增删，以及为企业内部用户分配账户密码等。企业用户是平台的使用者，可以查看企业信息、录入产品和物料信息，发布企业需求，通过消息系统与供应商联系，沟通报价、交货期限、产品数量和规格等信息，以及管理订单、合同和竞标方案等。

（3）需求管理模块

需求管理模块包括需求列表管理、需求发布管理、检索模块。企业用户可以发布需求，包括定向发布和公开发布，即指定供应商发布需求或者向商圈里的所有企业公开发布需求。企业可以收藏其他企业发布的需求，并和相关企业结为合作伙伴。

（4）系统管理模块

系统管理模块负责维护企业列表、需求列表和目录，管理企业商圈、评论系统和消息系统，保障本平台平稳运行。

3 结语

伴随着互联网热潮和不断加剧的市场竞争，运用快速发展的信息技术提高中小企业与骨干企业的合作效率，整合企业内外部和各类社会资源，降低企业运营成本，是提高企业经济效益的一条有效途径。

本文运用SOA思想，将OSGi框架运用到协同制造软件服务平台开发中，帮助企业将自身的制造资源和制造能力发布在平台上，更加合理高效地配置资源，形成区域规模效应。本文较详细地介绍了基于OSGi框架的协同制造软件平台体系框架设计，以及主要功能模块。该服务平台已经在某地区中小家电行业运用，获得了企业很好的应用反馈，使企业与供应商非常方便地展开协作，极大地提高了沟通效率，体现了企业信息化带来的巨大优势，经济效益明显。

[1] 汪林林，张春，刘歆等.SOA全生命周期建模方法综述[J].计算机应用研究，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，张祖平.基于动态消息路由的ESB框架的研究与应用[J].计算机系统应用，2009，18(9):132～135

[5] 张志勇.基于角色的访问控制模型及其面向对象的建模[J].计算机工程与设计，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

任辉（1987-），男，河南南阳人，硕士研究生，研究方向为企业信息化

陈瑶（1988-），男，浙江丽水人，硕士研究生，研究方向为企业信息化

2015-01-27

2015-02-10

国家科技支撑计划项目（No.2012BAF12B11）