CN111178837B - 一种基于微服务架构的智能制造信息系统 - Google Patents

一种基于微服务架构的智能制造信息系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于微服务架构的智能制造信息系统，其特征在于，包括：智能制造信息系统交互模块、行业套件、业务应用模块、接入服务模块、基础服务模块以及公共服务模块；其中，智能制造信息系统交互模块，用于接收用户输入的对应于目标智能制造信息系统的输入信息；行业套件，用于根据输入信息为目标智能制造信息系统从业务应用模块中配置对应的业务应用子模块；业务应用模块，用于通过接入服务模块为目标智能制造信息系统中的各业务应用子模块，接入基础服务模块和公共服务模块的服务。该方案面向多行业多业务流程搭建一个高内聚、低耦合、轻量化以及可快速定制的智能制造信息系统，能够满足企业的差异化和定制化的需求。

Description

一种基于微服务架构的智能制造信息系统
技术领域
本申请涉及只能制造信息化技术领域，具体而言，本申请涉及一种基于微服务架构的智能制造信息系统。
背景技术
传统的智能制造信息管理系统如MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)、APS(Advanced Planning and Scheduling，高级计划排程)、ERP(EnterpriseResource Planning，企业资源计划)、WMS(Warehouse Management System，仓库管理系统)等都是相对封闭的系统，一般仅适用于工厂内部。在很多时候，同一个企业的多个信息管理系统是分离的，例如：集团下设多个工厂，MES只是应用于车间生产线上，与数据采集系统、WMS系统以及设备的PLC，都完全隔离的，所以，看似才采用了生产执行管理系统以及很多其他管理系统，但其整个工厂都是由一个个信息孤岛组成，使得整体的效率低，且相互间的配合非常有限。
传统意义上，一套完整的智能制造信息管理系统需要企业自身做很多功课，投入很多的资源和成本，并需要有后期的维护团队。但是，目前不同行业由于其行业特性和业务流程差异性，甚至同行业的客户规模不同，其对智能制造信息管理系统的需求差异很大；另一方面，客户定制化需求较多，客户除了要求具备MES系统的功能，但同时会要求增加部分ERP系统功能、APS系统功能或WMS系统功能。
因此，如何更好地贴近客户需求，为企业提供一个快速反应、有弹性、精细化的智能制造信息系统，持快速响应开发，降低系统二开成本，便捷快速地实现系统部署，提升系统集成性，提高产品及服务质量，是现阶段亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，本申请实施例所提供的技术方案如下：
本申请实施例提供了一种基于微服务架构的智能制造信息系统，其特征在于，包括：智能制造信息系统交互模块、行业套件、业务应用模块、接入服务模块、基础服务模块以及公共服务模块；其中，
所述智能制造信息系统交互模块，用于接收用户输入的对应于目标智能制造信息系统的输入信息；
所述行业套件，用于根据所述输入信息为所述目标智能制造信息系统从所述业务应用模块中配置对应的业务应用子模块；
所述业务应用模块，用于通过所述接入服务模块为所述目标智能制造信息系统中的各业务应用子模块，接入所述基础服务模块和所述公共服务模块的服务。
在本申请的一种可选实施例中，所述行业套件包括配置器和多个预设行业业务逻辑模型；其中，
所述配置器用于根据所述输入信息确定出对应的预设行业业务逻辑模型，并根据所述预设行业业务逻辑模型从所述业务应用模块中配置对应的业务应用子模块。
在本申请的一种可选实施例中，所述业务应用模块包括系统配置子模块、生产建模子模块、物料管理子模块、生产管理子模块、质量管理子模块以及资源管理子模块；
相应地，所述预设行业业务逻辑模型表征了对应的统配置子模块、生产建模子模块、物料管理子模块、生产管理子模块、质量管理子模块以及资源管理子模块的具体内容。
在本申请的一种可选实施例中，所述业务应用模块还包括客户端负载均衡子模块，用于将所述业务应用模块中的业务应用子模块与所述接入服务模块进行通信连接。
在本申请的一种可选实施例中，所述接入服务模块包括统一用户权限子模块、网关路由服务子模块以及统一安全认证子模块；其中，
所述网关路由服务子模块，用于接入所述业务应用模块并连接到所述基础服务模块；
所述统一用户权限子模块，用于为用户分配登录和使用权限；
所述统一安全认证子模块，用于身份识别验证和安全管理。
在本申请的一种可选实施例中，所述基础服务模块包括服务注册发现子模块、服务容错保护子模块、分布式配置中心子模块以及消息总线子模块；其中，
所述服务注册发现子模块，用于实现所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间的相互调用；
所述服务容错保护子模块，用于防止所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间调用故障而引发的故障蔓延；
所述分布式配置中心子模块，用于监控所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间调用的使用情况；
所述消息总线子模块，用于连接所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块。
在本申请的一种可选实施例中，所述系统还包括适配终端模块，用于为所述目标智能制造信息系统提供适配各种终端。
在本申请的一种可选实施例中，所述系统还包括同于门户模块，用于通过所述适配终端模块与所述目标智能制造信息系统连接，并展示所述目标智能制造信息系统的结果信息。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
本申请实施例提供的方案，基于用户的输入信息，利用行业套件从业务应用模块中配置相应的业务应用子模块，再利用接入服务模块为配置的各业务应用子模块，接入基础服务模块和公共服务模块的服务，生成相应的组件，得到目标智能制造信息系统。解决了传统的智能制造领域管理系统封闭开发存在的不足，面向多行业多业务流程搭建一个高内聚、低耦合、轻量化以及可快速定制的智能制造信息系统，能够满足企业的差异化和定制化的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的一种基于微服务架构的智能制造信息系统的结构框图；
图2为本申请实施例提供的一种基于微服务架构的智能制造信息系统示例。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：
微服务架构(Microservice Architecture)是一种架构概念，旨在通过将功能分解到各个离散的服务中以实现对解决方案的解耦，可以将其看作是在架构层次而非获取服务的类上应用很多SOLID原则，它的主要作用是将功能分解到离散的各个服务当中，从而降低系统的耦合性，并提供更加灵活的服务支持。把一个大型的单个应用程序和服务拆分为数个甚至数十个的支持微服务，它可扩展单个组件而不是整个的应用程序堆栈，从而满足不同服务等级的协议。围绕实际的业务领域组件来创建应用，这些应用可独立地进行开发、管理和迭代，在分散的组件中使用云架构和平台式部署、管理和服务功能，使产品交付变得更加简单。本质上可以理解为，用一些功能比较明确、业务比较精练的服务去解决更大、更实际的问题。
传统的智能制造信息管理系统如MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)、APS(Advanced Planning and Scheduling，高级计划排程)、ERP(EnterpriseResource Planning，企业资源计划)、WMS(Warehouse Management System，仓库管理系统)等都是相对封闭的系统，一般仅适用于工厂内部。在很多时候，同一个企业的多个信息管理系统是分离的，例如：集团下设多个工厂，MES只是应用于车间生产线上，与数据采集系统、WMS系统以及设备的PLC，都完全隔离的，所以，看似才采用了生产执行管理系统以及很多其他管理系统，但其整个工厂都是由一个个信息孤岛组成，使得整体的效率低，且相互间的配合非常有限。传统的智能制造信息管理系统开发成本高，且无法满足企业的差异化和定制化的需求。针对上述问题，本申请实施例提供了一种基于微服务架构的智能制造信息系统。
图1为本申请实施例提供的一种基于微服务架构的智能制造信息系统的结构框图，该系统100可以包括：智能制造信息系统交互模块101、行业套件102、业务应用模块103、接入服务模块104、基础服务模块105以及公共服务模块106；其中，
所述智能制造信息系统交互模块101用于接收用户输入的对应于目标智能制造信息系统的输入信息；
所述行业套件102用于根据所述输入信息为所述目标智能制造信息系统从所述业务应用模块103中配置对应的业务应用子模块；
所述业务应用模块103用于通过所述接入服务模块104为所述目标智能制造信息系统中的各业务应用子模块，接入所述基础服务模块105和所述公共服务模块106的服务。
其中，智能制造信息系统交互模块101可以是系统与用户之间的交互界面，该交互界面可以接收用户的各种输入信息，例如可以为触控输入信息、文本输入信息或语音输入信息等。用户的输入信息为用户根据需求输入的系统属性信息和系统配置信息，其中系统属性信息用于指示用户所要生成的目标智能制造信息系统的类型，系统配置信息用于配置目标智能制造信息系统的各种参数。
具体的，本申请实施例中的智能制造信息系统实际上可以理解为一个能够根据用户的输入信息生成多种目标智能制造信息系统的系统，该系统各个模块基于采用微服务架构。该系统生成目标智能制造信息系统过程可以包括：
首先，系统接收用户的输入信息，用户会根据实际的需求设置输入信息中的系统熟悉信息和系统配置信息；
然后，系统的行业套件根据系统属性信息确定用户所请求的行业类型，然后根据行业类型从业务应用模块中配置相应的业务应用子模块；
最后，业务应用模块根据系统配置信息通过接入服务模块为上一步骤配置的各业务应用子模块，接入基础服务模块和公共服务模块的服务，进而生成相应的组件，得到目标智能制造信息系统。
通过上述步骤生成的智能信息制造信息系统可以作为用户需求的智能制造信息系统，为用户提供特定的服务。
本申请实施例提供的方案，基于用户的输入信息，利用行业套件从业务应用模块中配置相应的业务应用子模块，再利用接入服务模块为配置的各业务应用子模块，接入基础服务模块和公共服务模块的服务，生成相应的组件，得到目标智能制造信息系统。解决了传统的智能制造领域管理系统封闭开发存在的不足，面向多行业多业务流程搭建一个高内聚、低耦合、轻量化以及可快速定制的智能制造信息系统，能够满足企业的差异化和定制化的需求。
在本申请的一种可选实施例中，所述行业套件包括配置器和多个预设行业业务逻辑模型；其中，
所述配置器用于根据所述输入信息确定出对应的预设行业业务逻辑模型，并根据所述预设行业业务逻辑模型从所述业务应用模块中配置对应的业务应用子模块。
具体的，图2为本申请实施例提供的一种基于微服务架构的智能制造信息系统示例，为了便于对本申请实施例的方案进行详细说明，下文将以该图中的示例进行说明，可以理解的是，本申请实施例并不以此为限。其中，图中所示面向行业的智能制造信息系统即对应于该方案最终得到的目标智能制造信息系统。
其中，参考图2，预设行业业务逻辑模型包括行业套件定义了汽配、3C、机械装备、家电、生物制药等行业的预设行业业务逻辑模型，用户的输入信息中的系统属性信息即指示了目标智能制造信息系统对应的预设行业业务逻辑模型。根据模型自动添加业务应用模块，通过配置器可以自动生成具有该行业特征的智能制造信息系统。
在本申请的一种可选实施例中，所述业务应用模块包括系统配置子模块、生产建模子模块、物料管理子模块、生产管理子模块、质量管理子模块以及资源管理子模块；
相应地，所述预设行业业务逻辑模型表征了对应的统配置子模块、生产建模子模块、物料管理子模块、生产管理子模块、质量管理子模块以及资源管理子模块的具体内容。
进一步的，所述业务应用模块还包括客户端负载均衡子模块，用于将所述业务应用模块中的业务应用子模块与所述接入服务模块进行通信连接。
具体的，参考图2，业务应用模块包括系统配置、生产建模、物料管理、生产管理、质量管理、资源管理、文档管理等组件以及客户端负载均衡Feign，其中系统配置包括元素管理、角色管理、用户管理、编码规则管理、字典类型管理、日志查询等细分功能模块，生产建模包括组织管理、车间建模、产线建模、工段建模、工序管理、工艺路线管理等细分模块，物料管理包括物料维护、物料BOM维护、物料批次管理、报废申请、来料检验、线边库管理等细分功能模块，生产管理包括生产计划、工单管理、工艺文件、生产排程、工作派工、生产执行、供应商管理等细分模块，质量管理包括检验清单、抽样规则、首检生成、首检汇报、装前测试配置、不合格审理等细分功能模块，资源管理包括设备管理、工具管理、维护管理等细分功能模块，文档管理包括FTP服务器管理、文件管理、类型管理、文档变更、作业指导书等细分功能模块，所有细分功能模块消息的接收与发送均通过客户端负载均衡Feign来实现。
在本申请的一种可选实施例中，所述接入服务模块包括统一用户权限子模块、网关路由服务子模块以及统一安全认证子模块；其中，
所述网关路由服务子模块，用于接入所述业务应用模块并连接到所述基础服务模块；
所述统一用户权限子模块，用于为用户分配登录和使用权限；
所述统一安全认证子模块，用于身份识别验证和安全管理。
具体的，参考图2，网关路由服务子模块具体为Zuul网关路由服务，统一安全认证子模块具体为Auth统一安全认证。Zuul网关路由服务用于接入业务应用模块并连接到基础服务模块，统一用户权限用于为开发者和使用者分配登录和使用权限，Auth统一安全认证用于身份识别验证和安全管理。
在本申请的一种可选实施例中，所述基础服务模块包括服务注册发现子模块、服务容错保护子模块、分布式配置中心子模块以及消息总线子模块；其中，
所述服务注册发现子模块，用于实现所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间的相互调用；
所述服务容错保护子模块，用于防止所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间调用故障而引发的故障蔓延；
所述分布式配置中心子模块，用于监控所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间调用的使用情况；
所述消息总线子模块，用于连接所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块。
其中，参考图2，服务注册发现子模块具体为服务注册发现Eureka、服务容错保护子模块具体为服务容错保护Hystrix、分布式配置中心子模块具体为Apollo分布式配置中心、消息总线子模块具体为消息总线Spring Cloud Bus。
具体的，服务注册发现Eureka用于实现业务应用模块之间的相互调用，所有业务应用模块的细分功能资源需要在Eureka服务中心注册，从而所有细分功能模块可以获取其他细分功能模块的资源，同时Eureka服务中心可以监控各细分功能模块之间调用的使用情况；服务容错保护Hystrix用于保护服务整体可用性，防止服务之间调用故障而引发的故障蔓延，具体包括服务降级、服务熔断、线程和信号量隔离、请求缓存、请求合并等功能；Apollo分布式配置中心用于集中化管理应用不同环境、不同集群的配置，配置修改后能够实时推送到应用端，首先用户在配置中心对配置进行修改并发布；配置中心通知Apollo客户端有配置更新；Apollo客户端从配置中心拉取最新的配置、更新本地配置并通知到应用；消息总线Spring Cloud Bus用于轻量化的连接分布式系统中的各个节点，既可以使用该总线来广播某些状态的改变(比如配置信息发生变更)或其他管理指令，也可以用来作应用间相互通信的消息管道。
在本申请的一种可选实施例中，所述系统还包括适配终端模块，用于为所述目标智能制造信息系统提供适配各种终端。
进一步的，所述系统还包括同于门户模块，用于通过所述适配终端模块与所述目标智能制造信息系统连接，并展示所述目标智能制造信息系统的结果信息。
具体的，适配终端模块可以采用“jquery+响应式+前端模块加载器(seajs或RequireJS等)+css预处理器(sass或less等)”。jquery较好的兼容性配合响应式可相对代价较小地实现跨终端。前端模块加载器主要负责按需加载，以提高页面加载速度，css预处理器的变量、运算、嵌套等特性可极大提高计算响应式的效率。统一门户模块通过适配终端提供BI(Business Intelligence，商业智能)大数据展示服务、监控服务以及系统应用服务。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于微服务架构的智能制造信息系统，其特征在于，包括：智能制造信息系统交互模块、行业套件、业务应用模块、接入服务模块、基础服务模块以及公共服务模块；其中，
所述智能制造信息系统交互模块，用于接收用户输入的对应于目标智能制造信息系统的输入信息；
所述行业套件，用于根据所述输入信息为所述目标智能制造信息系统从所述业务应用模块中配置对应的业务应用子模块；
所述业务应用模块，用于通过所述接入服务模块为所述目标智能制造信息系统中的各业务应用子模块，接入所述基础服务模块和所述公共服务模块的服务；
所述行业套件包括配置器和多个预设行业业务逻辑模型；其中，
所述配置器用于根据所述输入信息确定出对应的预设行业业务逻辑模型，并根据所述预设行业业务逻辑模型从所述业务应用模块中配置对应的业务应用子模块；
所述基础服务模块包括服务注册发现子模块、服务容错保护子模块、分布式配置中心子模块以及消息总线子模块；其中，
所述服务注册发现子模块，用于实现所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间的相互调用；
所述服务容错保护子模块，用于防止所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间调用故障而引发的故障蔓延；
所述分布式配置中心子模块，用于监控所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块之间调用的使用情况；
所述消息总线子模块，用于连接所述目标智能制造信息系统中各业务应用子模块；
所述服务注册发现子模块为服务注册发现Eureka，所述服务容错保护子模块为服务容错保护Hystrix，所述分布式配置中心子模块为Apollo分布式配置中心，所述消息总线子模块为消息总线Spring Cloud Bus；
所述服务注册发现Eureka用于实现业务应用模块之间的相互调用，所有业务应用模块的细分功能资源在Eureka服务中心注册；所述Eureka服务中心用于监控各细分功能模块之间调用的使用情况；所述服务容错保护Hystrix用于保护服务整体可用性，防止服务之间调用故障而引发的故障蔓延；所述Apollo分布式配置中心用于集中化管理应用不同环境、不同集群的配置，配置修改后能够实时推送到应用端；所述消息总线Spring Cloud Bus用于轻量化的连接分布式系统中的各个节点。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述业务应用模块包括系统配置子模块、生产建模子模块、物料管理子模块、生产管理子模块、质量管理子模块以及资源管理子模块；
相应地，所述预设行业业务逻辑模型表征了对应的系统配置子模块、生产建模子模块、物料管理子模块、生产管理子模块、质量管理子模块以及资源管理子模块的具体内容。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述业务应用模块还包括客户端负载均衡子模块，用于将所述业务应用模块中的业务应用子模块与所述接入服务模块进行通信连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接入服务模块包括统一用户权限子模块、网关路由服务子模块以及统一安全认证子模块；其中，
所述网关路由服务子模块，用于接入所述业务应用模块并连接到所述基础服务模块；
所述统一用户权限子模块，用于为用户分配登录和使用权限；
所述统一安全认证子模块，用于身份识别验证和安全管理。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括适配终端模块，用于为所述目标智能制造信息系统提供适配各种终端。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括统一门户模块，用于通过所述适配终端模块与所述目标智能制造信息系统连接，并展示所述目标智能制造信息系统的结果信息。
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