CN110322217A - 基于模板的制造云服务需求分解系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于模板的制造云服务需求分解系统及方法，其中系统包括：云制造服务平台、服务供应商客户端和服务需求方客户端；服务供应商客户端和服务需求方客户端通过互联网与云制造服务平台通信连接；云制造服务平台包括数据处理器、以及和数据处理器连接的需求登记模块、服务登记模块、工艺流程库、云服务资源库、流程模板生成模块、服务模板库、模板完善模块、服务匹配模块、服务历史记录模块、历史服务数据分析模块和通信模块。本发明的一种基于模板的制造云服务需求分解系统及方法，可根据用户的需求，结合模板库进行快速任务分解，形成能利用云制造平台上的服务资源库中的服务进行匹配的子需求，方便后期的服务匹配工作。

Description

基于模板的制造云服务需求分解系统及方法

技术领域

本发明涉及制造云服务需求分解领域，尤其涉及一种基于模板的制造云服务需求分解系统及方法。

背景技术

云制造是在借鉴了云计算的“按需服务”思想而出现的一种新型网络化制造模式，其利用资源虚拟化及多粒度、多尺度的访问控制手段，面向资源共享及任务协同目标，以分布、异构和多控制域的资源或资源聚合为云节点，透明、简捷、灵活地构建开放、动态地协同工作支持环境，同时提供通用、标准和规范的制造服务。

在云制造系统中，根据用户需求或任务粒度，可以将用户需求分为单一资源服务需求任务和多资源服务需求任务。由于制造活动一般需要多个步骤来完成，因此在云制造服务执行过程中，更多的是多资源需求任务。多资源服务需求是指要完成一个制造加工任务，需要多种云制造服务按照一定的组合次序，依次执行共同完成。在这个过程中，需要把客户的制造需求进行解析和分解，即把一个总的需求分解成能进行服务匹配的子需求，以便于从云制造服务平台上选择合适的服务供应商进行服务。

目前的方法包括Hofer.A.P等根据客户需求，在已有产品的基础上，根据需求差异，对产品进行局部、简单的修改或变异,经过整理、归类后形成了“产品族”，延鹏等提出了一种客户需求映射方法，将客户需求参数映射到产品模块属性参数，从而得到满足客户需求的产品配置，这些方法其根据用户的需求修改产品定义或配置，而不是根据用户的需求来分解后调用相应的云服务进行制造加工，没有体现制造需求和制造服务匹配的云服务特点，而且云制造服务不只是提供产品，还包括提供设计服务、加工服务、装配服务、检测服务等各类制造服务；现有技术采用语义web构建客户需求框架，然后以此为基础采用推理机对客户信息进行推理，最终获取客户需求的方法。但现有技术主要针对模糊的客户需求，首先构造模糊客户需求本体和产品族实例本体，然后基于本体映射的方法，通过相似度算法，获取准确的客户需求。这些方法采用基于语义的推理，实际实现过程复杂而且实用性不高。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于模板的制造云服务需求分解系统及方法，根据用户的需求，结合模板库进行快速任务分解，形成能利用云制造平台上的服务资源库中的服务进行匹配的子需求，方便了后期的服务匹配工作。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于模板的制造云服务需求分解系统，包括一云制造服务平台、至少一服务供应商客户端和至少一服务需求方客户端；所述服务供应商客户端和所述服务需求方客户端通过互联网与所述云制造服务平台通信连接；所述云制造服务平台包括一数据处理器、以及和所述数据处理器连接的一需求登记模块、一服务登记模块、一工艺流程库、一云服务资源库、一流程模板生成模块、一服务模板库、一模板完善模块、一服务匹配模块、一服务历史记录模块、一历史服务数据分析模块和一通信模块；所述数据处理器通过所述通信模块与所述服务供应商客户端和所述服务需求方客户端通信连接。

优选地，所述需求登记模块用于登记来自所述服务需求方客户端的需求信息；

所述服务登记模块用于登记来自所述服务供应商客户端的云服务产品及相关信息。

优选地，所述工艺流程库用于存储工艺数据；所述云服务资源库用于存储已注册的云服务数据。

优选地，所述流程模板生成模块用于根据所述工艺流程库中的所述工艺数据生成相应的服务流程模板。

优选地，所述服务模板库用于存储服务模板；所述模板完善模块用于修改更新所述服务模板；所述服务模板基于Web服务编排描述语言并包括多个服务类别和所述服务类别的执行流程。

优选地，所述服务匹配模块用于为所述需求信息进行所述服务模板的匹配，在无可匹配的所述服务模板时，根据所述需求信息和所述需求信息对应的工艺生成新的一所述服务模板。

优选地，所述服务历史记录模块用于记录历史服务信息。

优选地，所述历史服务数据分析模块用于分析所述历史服务信息；自所述历史服务信息中抽取所需的服务执行过程信息，并根据所述服务执行过程信息形成新的所述服务模板存储于所述服务模板库或替换选中的一服务模板。

本发明的一种基于本发明所述的基于模板的制造云服务需求分解系统的基于模板的制造云服务需求分解方法，包括步骤：

S1：所述服务供应商客户端通过所述服务登记模块注册服务并提供所述服务的服务信息；根据所述服务信息形成所述云服务资源库和所述工艺流程库，所述服务信息包括工艺流程、描述信息、技术信息、评价信息和服务供应商信息；

S2：根据所述工艺流程生成服务模板形成所述服务模板库；

S3：所述服务需求方客户端向所述需求登记模块登记一所述需求信息作为当前需求信息，所述需求信息包括服务产品信息和服务流程要求；

S4：检索所述服务模板库中是否存在与所述当前需求信息相匹配的服务模板，并将该服务模板作为目标服务模板；如无，基于所述当前需求信息的所述服务流程要求生成新的所述服务模板，并将该服务模板作为所述目标服务模板；如有，继续后续步骤；

S5：利用所述目标服务模板将所述当前需求信息拆分获得一组合服务，所述组合服务包括多个所述服务类别的执行流程；

S6：通过检索所述云服务资源库为所述组合服务匹配一服务供应商，形成执行实例并执行；

S7：通过所述历史服务数据分析模块抽取所述执行实例执行过程中的过程信息，并根据所述过程信息生成新的所述服务模板存储于所述服务模板库或替换所述目标服务模板。

优选地，所述服务模板基于Web服务编排描述语言，通过在Web服务编排描述语言中扩展节点对在所述服务模板中添加制造云服务的描述，所述制造云服务的描述包括服务名称、服务技术信息和服务输入输出信息。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

通过预设服务模板来便于云制造服务需求的分解，同时，利用服务历史数据不断丰富服务模板和完善服务模板库。随着云制造服务平台的不断运行，服务模板越来越丰富，就能越来越便捷地进行服务需求的分解，缩短服务需求到匹配完成的时间，提高运行效率。同时，服务模板基于Web服务编排描述语言，能够实现从海量繁多的服务资源中快速寻优目标，以供云用户方便、快捷、廉价地进行选择与使用云制造服务资源。

附图说明

图1为本发明实施例的基于模板的制造云服务需求分解系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的基于模板的制造云服务需求分解方法的流程图；

图3为本发明实施例的机床主轴服务模板抽取原理图；

图4为本发明实施例的服务模板原理图；

图5为本发明实施例的细化的服务模板原理图。

具体实施方式

下面根据附图1～图5，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1，本发明实施例的一种基于模板的制造云服务需求分解系统，包括一云制造服务平台1、至少一服务供应商客户端3和至少一服务需求方客户端4；服务供应商客户端3和服务需求方客户端4通过互联网2与云制造服务平台1通信连接；云制造服务平台1包括一数据处理器101、以及和数据处理器101连接的一需求登记模块102、一服务登记模块103、一工艺流程库104、一云服务资源库105、一流程模板生成模块107、一服务模板库106、一模板完善模块108、一服务匹配模块109、一服务历史记录模块110、一历史服务数据分析模块111和一通信模块112；数据处理器101通过通信模块112与服务供应商客户端3和服务需求方客户端4通信连接。

其中，需求登记模块102用于登记来自服务需求方客户端4的需求信息。

服务登记模块103用于登记来自服务供应商客户端3的云服务产品及相关信息。

本实施例中，云服务包括但不限于：云制造服务供应商可以提供的产品、云制造服务供应商可以提供的设计服务(如产品设计、工艺设计和仿真分析服务等)、云制造服务供应商可以提供的制造服务(如加工服务、装配服务和质量检测服务等)和云制造服务商可以提供的物流输送服务。

工艺流程库104用于存储工艺数据。

云服务资源库105用于存储云制造服务商已注册的云服务，随着云制造服务商的不断注册新的云服务，这个云服务资源池会不断动态增长。

流程模板生成模块107用于根据工艺流程库104中的工艺数据生成相应的服务流程模板。

服务模板库106用于存储服务模板，具体的，存储基于服务商通过服务登记模块提供的预先设定的服务流程工艺生成的服务模板，这些服务模板往往是服务供应商推荐的、或经过优化的；同时，也存放已完成的历史服务流程模板。

模板完善模块108用于修改更新服务模板；主要用于云制造服务平台基于服务需求方的个性化服务流程要求，修改完善原有模板或生成新的多粒度、多层次服务模板。

本实施例中，服务模板基于Web服务编排描述语言并包括多个服务类别和服务类别的执行流程。

服务匹配模块109用于为需求信息进行服务模板的匹配，在无可匹配的服务模板时，根据需求信息和需求信息对应的工艺生成新的一服务模板；用于根据需求和备选服务商服务状态，匹配较为合适的服务商，使服务流程模板形成具体的服务实例。

服务历史记录模块110用于记录历史服务信息，历史服务信息包括云制造服务平台上已完成的服务及其相关信息。

历史服务数据分析模块111用于分析历史服务信息；自历史服务信息中抽取所需的服务执行过程信息，并根据服务执行过程信息形成新的服务模板存储于服务模板库106或替换选中的一服务模板。

服务供应商通过服务供应商客户端3在注册其制造云服务的时候，会形成针对某产品的服务模板，存入服务模板库106。

服务需求方通过服务需求方客户端4输入制造云服务需求后，服务平台根据其服务需求中的加工产品信息，从服务模板库106中寻找服务模板。如果有服务模板，则根据服务模板信息利用服务匹配模块109进行服务匹配；如果没有服务模板，则根据用户需求和所制造产品的工艺要求，生成新的服务模板；服务模板包括服务过程所需要的每个服务类别和多个服务类的执行流程。

服务匹配模块109从制造云服务平台的可选服务池中，对服务模板中的各个服务进行选择和匹配，匹配完成后形成具体的服务执行实例，进行服务执行，满足用户的需求。每次服务执行的历史都存入服务历史记录模块110中。

服务完成后，利用历史服务数据分析模块111，抽取服务执行过程信息形成新的服务模板存入服务模板库106，或者更新服务模板库106中的不合适服务模板。

本发明实施例的一种基于模板的制造云服务需求分解系统，通过需求登记模块102、服务登记模块103、工艺流程库104、云服务资源库105、流程模板生成模块107和服务模板库106的采用形成制造云服务需求分解系统，然后利用产品工艺信息、服务历史记录模块110构建服务模板；然后根据用户的需求，结合服务模板库106进行快速任务分解，形成能利用云制造平台上的云服务资源库105中的服务进行匹配的子需求，方便了后期的服务匹配工作。通过预设服务模板来便于云制造服务需求的分解，同时，利用服务历史数据不断丰富服务模板和完善服务模板库106。随着云制造服务平台的不断运行，服务模板越来越丰富，就能越来越便捷地进行服务需求的分解，缩短服务需求到匹配完成的时间，提高运行效率。

同时，服务模板基于Web服务编排描述语言，能够实现从海量繁多的服务资源中快速寻优目标，以供云用户方便、快捷、廉价地进行选择与使用云制造服务资源。

请参阅图1和图2，本发明实施例的一种基于模板的制造云服务需求分解方法，其基于本实施例的基于模板的制造云服务需求分解系统，包括步骤：

S1：服务供应商客户端3通过服务登记模块103注册服务并提供服务的服务信息；根据服务信息形成云服务资源库105和工艺流程库104，服务信息包括工艺流程、描述信息、技术信息、评价信息和服务供应商信息；

S2：云服务供应商或云制造服务平台的管理员根据工艺流程生成服务模板形成服务模板库106；

S3：服务需求方客户端4向需求登记模块102登记一需求信息作为当前需求信息，需求信息包括服务产品信息和服务流程要求；

S4：检索服务模板库106中是否存在与当前需求信息相匹配的服务模板，并将该服务模板作为目标服务模板；如无，基于当前需求信息的服务流程要求生成新的服务模板，并将该服务模板作为目标服务模板；如有，继续后续步骤；

S5：利用目标服务模板将当前需求信息拆分获得一组合服务，组合服务包括多个服务类别的执行流程；

S6：通过检索云服务资源库105为组合服务匹配一服务供应商，形成执行实例并执行；

S7：通过历史服务数据分析模块111抽取执行实例执行过程中的过程信息，并根据过程信息生成新的服务模板存储于服务模板库106或替换目标服务模板。

其中，服务模板基于Web服务编排描述语言，通过在Web服务编排描述语言中扩展节点对在服务模板中添加制造云服务的描述，制造云服务的描述包括服务名称、服务技术信息和服务输入输出信息。

由于服务模板往往会涉及多个服务供应商，是一种跨组织的流程，因此可用Web服务编排描述语言(WS-CDL)进行描述。但是，基础的WS-CDL标准不包括对云制造服务等特殊服务的描述，因此对此进行了扩展。通过在WS-CDL文档中扩展节点对，增加对制造云服务的描述，以实现服务模板上下游各服务节点之间的有效链接，即上游服务输出能作为下游服务输入。增加的制造云服务描述包含但不限于服务名称、服务技术信息和服务输入输出信息。

服务信息包括工艺流程、描述信息、技术信息、评价信息和服务供应商信息；可建立基于基本信息的初选、功能信息的预选、评价信息优选的匹配方法，从而服务需求方能够快速、准确的从云制造平台的海量服务制造资源中匹配最优资源。

请参阅图1、图3和图4，例如：现有一云制造服务供应商能提供机床主轴加工生产服务，并具有完整的工艺流程，大致分为“毛坯加工服务—粗加工服务—精加工服务”，或者进一步细化为“锻造、热处理等服务—铣、钻等服务—淬火、定位等服务”。

服务供应商可按照自身特点，将以上服务按照不同粒度或混合粒度进行组合，以最终完成整体服务。将包含工序名称和流程顺序编号的服务模板注册发布的云平台中，存储于服务模板库106。一个制造服务供应商可以提供如图3中的“毛坯生产”、“粗加工生产”等粗粒度的服务及其组合服务，也可以提供类似“铣”、“钻”这样细粒度的服务及其组合服务。为了实现不同层次间服务的衔接，服务之间的输入输出信息可针对不同的产品(族)定义，如主轴毛坯生产服务的输出定义为Zhuzhou-P1，主轴粗加工服务输入则为Zhuzhou-P1、输出则为Zhuzhou-P2。此时，对于细粒度服务，主轴锻造服务输出和热处理服务输入可定义为Zhuzhou-P01，主轴“其他服务”的输出需与主轴毛坯生产服务输出一致，为Zhuzhou-P1，以保证能够顺利衔接到下游服务。同时，“铣服务”的输入需与粗加工服务的输入一致。另外，由于不同服务不局限于一种产品加工，因此，每个服务的输入输出均可能是包含一类或多类产品族的信息。

其中，“Zhuzhou-P1”、“Zhuzhou-P2”、“Zhuzhou-P01”等是一种数据交互格式定义，一般采用XML进行定义。该定义存放在云平台的某个库中，不失一般性，可以存放在云服务资源库中。

系统中的服务模板基于WS-CDL格式的描述：以“毛坯加工服务—粗加工服务—精加工服务”服务模板为例，首先确定三个服务之间的关系、交互通道等，可建立一服务模板示意图如图4所示，并设立对应的WS-CDL描述文档，以便于服务模板的存储；WS-CDL描述文档的编排文档框架可如下：

当以“毛坯加工服务—‘铣服务—钻服务—其他服务’—精加工服务”服务模板为例时，在“毛坯加工服务—粗加工服务—精加工服务”服务模板基础上，对粗加工服务进行细化，细化的服务模板如图5所示。此时主轴服务需求对应的服务模板描述方法有如下两种：

1、在“毛坯加工服务—粗加工服务—精加工服务”服务模板文档中删除粗加工服务信息，补充完善“铣服务—钻服务—其他服务”的各类定义信息；

2、“铣服务—钻服务—其他服务”形成单独完善的WS-CDL文档，原有文档粗加工服务角色可调用该服务模板文档。调用方式：静态信息定义在相同区域，服务编排内容形成“根编排—子编排”的调用关系。

当某服务需求方提出机床主轴加工服务的需求后，云平台将服务模板库中相关的服务模板推荐给服务需求方。在服务需求方确定服务模板后，通过匹配模块选择各个环节的具体服务供应商，如毛坯生产为供应商A、粗加工生产和精加工生产为服务供应商B，并将具体的服务供应商信息加入WS-CDL文档中，即在参与者定义区加入服务供应商信息。

服务执行完成后，将以上服务执行过程信息存储于服务历史记录模块110，并通过历史服务数据分析模块111分析该流程的优劣，以及时更新服务模板库106。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，包括一云制造服务平台、至少一服务供应商客户端和至少一服务需求方客户端；所述服务供应商客户端和所述服务需求方客户端通过互联网与所述云制造服务平台通信连接；所述云制造服务平台包括一数据处理器、以及和所述数据处理器连接的一需求登记模块、一服务登记模块、一工艺流程库、一云服务资源库、一流程模板生成模块、一服务模板库、一模板完善模块、一服务匹配模块、一服务历史记录模块、一历史服务数据分析模块和一通信模块；所述数据处理器通过所述通信模块与所述服务供应商客户端和所述服务需求方客户端通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述需求登记模块用于登记来自所述服务需求方客户端的需求信息；

所述服务登记模块用于登记来自所述服务供应商客户端的云服务产品及相关信息。

3.根据权利要求2所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述工艺流程库用于存储工艺数据；所述云服务资源库用于存储已注册的云服务数据。

4.根据权利要求3所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述流程模板生成模块用于根据所述工艺流程库中的所述工艺数据生成相应的服务流程模板。

5.根据权利要求4所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述服务模板库用于存储服务模板；所述模板完善模块用于修改更新所述服务模板；所述服务模板基于Web服务编排描述语言并包括多个服务类别和所述服务类别的执行流程。

6.根据权利要求5所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述服务匹配模块用于为所述需求信息进行所述服务模板的匹配，在无可匹配的所述服务模板时，根据所述需求信息和所述需求信息对应的工艺生成新的一所述服务模板。

7.根据权利要求6所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述服务历史记录模块用于记录历史服务信息。

8.根据权利要求7所述的基于模板的制造云服务需求分解系统，其特征在于，所述历史服务数据分析模块用于分析所述历史服务信息；自所述历史服务信息中抽取所需的服务执行过程信息，并根据所述服务执行过程信息形成新的所述服务模板存储于所述服务模板库或替换选中的一服务模板。

9.一种基于权利要求1所述的基于模板的制造云服务需求分解系统的基于模板的制造云服务需求分解方法，包括步骤：

S1：所述服务供应商客户端通过所述服务登记模块注册服务并提供所述服务的服务信息；根据所述服务信息形成所述云服务资源库和所述工艺流程库，所述服务信息包括工艺流程、描述信息、技术信息、评价信息和服务供应商信息；

S2：根据所述工艺流程生成服务模板形成所述服务模板库；

S3：所述服务需求方客户端向所述需求登记模块登记一所述需求信息作为当前需求信息，所述需求信息包括服务产品信息和服务流程要求；

S4：检索所述服务模板库中是否存在与所述当前需求信息相匹配的服务模板，并将该服务模板作为目标服务模板；如无，基于所述当前需求信息的所述服务流程要求生成新的所述服务模板，并将该服务模板作为所述目标服务模板；如有，继续后续步骤；

S5：利用所述目标服务模板将所述当前需求信息拆分获得一组合服务，所述组合服务包括多个所述服务类别的执行流程；

S6：通过检索所述云服务资源库为所述组合服务匹配一服务供应商，形成执行实例并执行；

S7：通过所述历史服务数据分析模块抽取所述执行实例执行过程中的过程信息，并根据所述过程信息生成新的所述服务模板存储于所述服务模板库或替换所述目标服务模板。

10.根据权利要求9所述的基于模板的制造云服务需求分解方法，其特征在于，所述服务模板基于Web服务编排描述语言，通过在Web服务编排描述语言中扩展节点对在所述服务模板中添加制造云服务的描述，所述制造云服务的描述包括服务名称、服务技术信息和服务输入输出信息。