CN101329639A - 一种在制造网格环境中实现应用程序共享的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在制造网格环境中实现应用程序共享的方法，其方法是：在需要共享应用程序的制造网格节点上利用端口映射技术和设备映射技术将客户节点的设备和端口映射到服务节点上，使得网格用户可以像访问本地计算机一样访问远程服务节点上的应用程序，同时，为了保证多个用户访问同一个服务节点的应用程序时互不干扰，使用用户隔离技术来实现隔离和调度。采用本发明的方法，用户可以独立或者与其它用户协同完成工作。同时，对应用程序共享服务的提供者而言，不需要专门编写针对制造网格环境的应用程序，即可实现现有应用软件资源的充分利用和无缝移植，达到了制造网格高度集成、高效共享的目的，解决了现有制造网格环境中无法共享已有的应用软件资源的问题。

Description

一种在制造网格环境中实现应用程序共享的方法

技术领域

本发明属于制造技术中的制造网格应用开发领域，具体地讲是一种在制造网格环境中实现应用程序共享的方法。

背景技术

众所周知，制造技术即在把原材料变成市场所需要的产品的过程中，所需要采用的一系列的技术的总称。制造技术所应用的产业范围就是制造业，其范围相当广阔，涉及机械、信息、电子、材料、化工、光科学、生物工程等众多领域，它不仅是国民经济和国家安全的物质主体和产业基础，也是实现国民经济高速增长的发动机，还是国家竞争力的重要体现。在我国实现现代化战略的关键历史时期中，制造业扮演着重要的角色。

在20世纪90年代，传统的制造技术与以计算机技术为核心的信息技术、现代管理技术相结合，形成了先进制造技术(AdvancedManufacturing Technology，AMT)。先进制造技术是制造业不断吸纳现代信息技术和现代系统管理方法等领域的研究成果，并将其综合应用于产品制造的全部过程，包括：设计、生产、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收等多个环节，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场竞争能力的制造技术的总称。随着信息技术、管理技术以及制造技术的进一步发展，先进制造技术将对传统的制造业产生深远的影响，为传统的制造技术带来深刻的、革命性的变化。

而伴随着新世纪的到来，制造业正面临着以网络化、知识化、服务化以及复杂化的巨大挑战，为了帮助制造业应对这些挑战，以实现优质、高效、清洁、低耗和灵活的生产目标，提高企业的竞争能力。在应用先进制造技术的过程中，人们经常需要投入大量的计算资源，以满足智能制造系统的需要，从而导致了生产成本大幅度上升，使得系统的应用范围受到了很大的限制。针对这一应用需求，在先进制造技术领域，人们提出将制造过程中产品全生命周期内的设计资源、制造资源、各种流程和知识等信息通过Internet网络集成起来，整合成一个无缝的、集成的协同制造环境，汇聚成一种标准化的制造能力，以实现制造资源共享及管理，构成制造资源服务的集成平台，形成一个支持现代制造系统及企业群体协同运作和管理发展的基础平台和支撑环境，并称之为制造网格。

制造网格的目标在于通过集成产品全生命周期内的各种制造相关资源，克服空间上的距离给不同企业间的协同带来的障碍，在最大程度上实现设计、制造、信息、技术资源的共享，以及协同制造过程中物流、信息流、价值流的优化运行，提供一种能在由动态变化的多个部门、多个团体组成的复杂虚拟组织内协调资源共享与协同解决问题的能力，为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持，从而形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业，实现现代生产管理方式的全面提高，以较低的成本、较短的开发周期，制造出符合市场需求的高质量产品。

在制造网格系统的推广和应用过程中，针对行业需要的应用软件和程序开发是决定制造网格发展前景的极其重要的一个环节。而能不能充分利用制造行业已有的应用软件资源，充分利用制造行业从业人员在网络化制造领域已有的操作经验和技术积累，帮助他们尽快地、方便地迁移到制造网格环境中，则是决定制造网格推广和应用的关键。

目前，针对制造网格环境中的应用程序共享问题的主要解决方法针对具体的应用需求，开发专用的网格服务，然后通过定制专用的网格门户，来方便用户提交参数，以及返回结果。例如，国内清华大学领衔研制的网络化制造资源网格系统(Network Manufacturing Resource Grid)，采用J2EE和.Net等技术，通过重新开发专用程序来实现现有应用程序资源的共享；而美国国家航天局领衔研究的信息动力网格(InformationPower Grid，IPG)通过提供一个新的组装式开发环境来帮助程序人员加快应用的开发速度，但其本质上仍是需要重新开发新的应用系统。显然，现有的制造网格应用程序共享方案都存在着如下缺陷：

a)需要投入大量的资金和人力来针对制造网格应用系统的需要重新开发应用软件，软件系统的可靠性无法得到保证；

b)无法充分利用制造行业已有的应用软件和资源，造成了已有投资的浪费；

c)无法充分利用用户在网络化制造领域已有的技术积累和操作经验，造成额外的学习和培训上的时间开销和花费。

因此，现有的制造网格应用程序共享方案本质上需要重新开发新的应用程序，所共享的只是计算机的计算能力和文件数据，并没有真正解决应用程序的共享问题。现有的方案成本巨大，可靠性不高，实用性不强，严重地阻碍了制造网格的进一步推广和发展。

本发明中所使用的相关术语说明如下：

用户隔离：一种能够保证多个用户使用同一计算机上的应用程序时互不干扰的技术。用户隔离技术能够将一台物理的计算机划分成多个相互独立区域，使得每个访问该计算机的用户相互独立，互不影响。此时，对于每个访问该计算机的用户而言，他使用的是一台独立的虚拟计算机(简称虚拟机)。

服务节点：指的是提供制造网格应用程序共享服务的节点，服务节点可以是计算机、服务器，也可以是嵌入式设备、数控机床等。

客户节点：指的是经过合法授权，能够访问服务节点上所共享的应用程序的网格用户节点。

设备映射：用于将客户节点计算机的设备(包括真实的物理设备和虚拟设备)通过网络映射到服务节点，使得服务节点上运行的应用程序可以访问客户端被映射的设备，客户端被映射的设备成为服务节点的设备群的一部分。

端口映射：用于将客户节点计算机的端口(包括真实的物理端口和虚拟端口)通过网络映射到服务节点，使得服务节点上运行的应用程序可以访问客户端被映射的端口。

发明内容

本发明针对现有制造网格环境中应用软件资源的共享问题，通过引入端口映射、设备映射和用户隔离等技术，提出了一种在制造网格环境中实现应用程序共享的方法，实现了在制造网格环境中共享交互式图形应用程序。

为实现这一目的，本发明在需要共享应用程序的制造网格节点上利用端口映射技术和设备映射技术将客户节点的设备和端口映射到服务节点上，使得用户可以像访问本地计算机一样访问远程服务节点上的应用程序。同时，为了保证多个用户访问同一个服务节点的应用程序时互不干扰，使用用户隔离技术来实现隔离和调度。

具体步骤如下：

①在需要共享应用程序的制造网格服务节点上安装用户隔离系统，这里的用户隔离系统可以使用多用户终端技术或虚拟机技术来实现；

②在需要共享应用程序的制造网格服务节点上部署调度软件；

③根据共享需要，对所安装的用户隔离系统进行适当配置，配置所需要共享的应用软件；

④在上述需要共享应用程序的服务节点上配置端口映射服务，用于将客户节点的特定端口映射到服务节点；

⑤在上述需要共享应用程序的服务节点上配置设备映射服务，用于将客户节点的特定设备(如显示器、键盘、鼠标、数字化仪、打印机、绘图仪、机械加工设备等)映射到服务节点；

⑥将服务节点的访问参数添加到制造网格门户中，以保证只有得到了合法授权的用户才能访问所共享的应用程序。

采用本发明的方法，经过合法授权的网格用户可以通过网格门户所获得的访问链接，利用Web浏览器，像访问本地计算机一样访问被共享的应用软件资源，其操作界面和操作方式与在本地计算机上的操作界面和操作方式完全相同。因此，用户可以直接利用已有的经验，不需要另外的专门培训，即可独立或者与其它用户协同完成工作。同时，对应用程序共享服务的提供者而言，不需要专门编写针对制造网格环境的应用程序，即可实现现有应用软件资源的充分利用和无缝移植，达到了制造网格高度集成、高效共享的目的，成功地解决了现有制造网格环境中无法共享已有的应用软件资源的问题。

附图说明

图1为本发明经过合法授权的网格用户通过制造网格门户访问被共享的应用软件资源的过程图。

图2为本发明制造网格节点端的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但这些实施例不应理解为对本发明的限制。

图1以图形的形式描述了经过合法授权的网格用户通过制造网格门户访问被共享的应用软件资源的过程。由图1中可以看出，网格用户首先通过制造网格门户向提供了应用程序共享服务的制造网格节点(以下简称服务节点)提出访问请求，若服务节点同意该访问请求，则向其发送访问许可授权，而网格门户则将该许可授权加密包装成访问链接。然后，网格用户即通过利用所获得的访问链接，在授权范围内访问由服务节点所共享的应用程序。而网格节点则按照图2所描述的工作流程，完成端口映射和设备映射，使得经过合法授权的网格用户可以像访问本地计算机一样访问被共享的应用软件资源，其操作界面和操作方式与在本地计算机上的操作界面和操作方式完全相同。

图2以图形的形式描述了应用本方法时的制造网格节点端的工作流程。服务节点在收到网格用户通过访问链接发送的访问共享应用程序的请求之后，首先检查用户的访问许可。如果是合法的访问行为，则依次启动用户隔离系统、完成从用户端计算机到虚拟机的端口映射和设备映射、启动应用程序。否则，如果不是合法的访问行为，则系统直接拒绝访问请求，操作终止。

实施例1：

假设服务节点的操作系统为Windows XP，现需要共享服务节点上已安装好的基于特征的全功能CAM软件FeatureCAM，要求在指定的第三方加工设备上完成产品加工，在客户节点端的硬盘上保存设计成果。

这里选择多用户终端技术来实现用户隔离，具体操作步骤如下：

①在服务节点上安装多用户终端软件Citrix MetaFrame；

②在服务节点上对制造网格访问控制系统和身份认证模块进行设置，部署调度软件；

③对已经安装好的Citrix MetaFrame软件进行性能设置和安全设置，为网格用户组分配访问FeatureCAM应用程序的权限；

④对FeatureCAM进行适当配置，完成对第三方加工设备的连接，使得网格用户组用户可以运行FeatureCAM程序；

⑤配置Citrix的设备映射服务，将客户节点的显示器、键盘、鼠标和硬盘映射到服务节点；

⑥将配置好的服务节点的访问参数添加到制造网格门户，通过制造网格门户和网格安全基础设施来保证只有得到了合法授权的用户才能访问所共享的FeatureCAM应用程序。

此时，得到合法授权的网格用户则可以通过网格门户所获得的访问链接，使用Web浏览器，基于RDP协议，像访问本地计算机一样访问被共享的FeatureCAM应用程序，进行产品设计和产品模拟和加工仿真，其操作界面和操作方式与在本地计算机上的操作界面和操作方式完全相同，无需专门培训。所完成的设计成果不仅可以保存在客户节点端的本地硬盘，也可以在指定的第三方加工设备上实时进行产品加工，达到了高效共享应用程序和远程协作的目的。

实施例2：假设服务节点的操作系统为Windows 2003Server，现需要在服务节点上共享3D模具设计CAD软件Cimatron E，要求在客户节点端的硬盘上保存设计成果，并在客户节点端的惠普A1幅面大型喷墨绘图仪上输出。

这里选择虚拟机技术来实现用户隔离，具体操作步骤如下：

①在服务节点上安装虚拟机系统软件VMware Server；

②在服务节点上对制造网格访问控制系统和身份认证模块进行设置，部署调度软件；

③在Vmware Server上配置新的虚拟机，安装Cimatron E应用程序，进行网络设置、性能设置和安全设置，为网格用户组分配访问Cimatron E应用程序的权限；

④由于惠普绘图仪所使用的是RS-232串行端口，故使用北京京金华科技公司的VSPM软件进行串行端口映射，将客户节点的串行端口映射到服务节点虚拟机上的虚拟串口COM；

⑤在服务节点的虚拟机上安装VNC Server软件，配置远程设备映射服务，将客户节点的显示器、键盘、鼠标、硬盘等映射到服务节点；

⑥在服务节点的虚拟机中通过虚拟串口COM安装绘图仪，完成绘图仪设备的映射；

⑦将配置好的服务节点的访问参数添加到制造网格门户，通过制造网格门户和网格安全基础设施来保证只有得到了合法授权的用户才能访问服务节点共享的Cimatron E应用程序。

此时，得到合法授权的网格用户则可以通过网格门户所获得的访问链接，使用Web浏览器，基于VNC协议，像访问本地计算机一样访问被共享的Cimatron E应用程序，其操作界面和操作方式与在本地计算机上的操作界面和操作方式完全相同，无需专门培训。所完成的设计成果不仅可以保存在客户节点端的本地硬盘，也可以在客户节点端的惠普绘图仪上实时输出，达到了高效共享应用程序的目的。

很明显，本发明并不局限于上述实施例，而是可以在不脱离发明范围和思想的情况下进行变化和修改。

本说明书未作详细描述的内容，属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1、一种在制造网格环境中实现应用程序共享的方法，其方法是：在需要共享应用程序的制造网格节点上利用端口映射技术和设备映射技术将客户节点的设备和端口映射到服务节点上，使得用户可以像访问本地计算机一样访问远程服务节点上的应用程序，同时，为了保证多个用户访问同一个服务节点的应用程序时互不干扰，使用用户隔离技术来实现隔离和调度，其具体步骤是：

第一步：在需要共享应用程序的制造网格服务节点上安装用户隔离系统，这里的用户隔离系统可以使用多用户终端技术或虚拟机技术来实现；

第二步：在需要共享应用程序的制造网格服务节点上部署调度软件；

第三步：根据共享需要，对所安装的用户隔离系统进行配置，配置所需要共享的应用软件；

第四步：在上述需要共享应用程序的服务节点上配置端口映射服务，用于将客户节点的特定端口映射到服务节点；

第五步：在上述需要共享应用程序的服务节点上配置设备映射服务，用于将客户节点的特定设备映射到服务节点；

第六步：将服务节点的访问参数添加到制造网格门户中，以保证只有得到了合法授权的用户才能访问所共享的应用程序。

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