CN113961203A - 基于混合云的工业app实例化方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于混合云的工业APP实例化方法和系统，涉及软件开发技术领域。其中，方法包括：部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器，工业APP流程包括具有逻辑关系的多个机理模型；服务器根据逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，并将处理结果返回至所述前端；所述前端对所述处理结果进行展示。本实施例利用混合云的网络架构，将用以支持工业APP流程中组件解析的运行环境转移至云端，一方面节省了计算资源降低了工业APP生成产的成本，另一方面也实现了工业APP的快速云化，实现了工业APP在局域网内甚至多网间的分享及应用。
Description
技术领域
本发明实施例涉及软件开发技术，尤其涉及一种基于混合云的工业APP实例化方法和系统。
背景技术
工业APP是基于工业互联网，承载工业知识和经验比如机理模型，满足特定需求的工业应用软件。
目前，在工业APP的实例化过程中，一般是在本地部署工业APP的所有运行资源，使得本地占用资源过多，工业APP的运行效率低，且难以分享。
发明内容
本发明实施例提供一种基于混合云的工业APP实例化方法和系统，利用混合云的网络架构，将用以支持工业APP流程中组件解析的运行环境转移至云端，一方面节省了计算资源降低了工业APP生成产的成本，另一方面也实现了工业APP的快速云化，实现了工业APP在局域网内甚至多网间的分享及应用。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于混合云的工业APP实例化方法，应用于由私有云和公有云组成的混合云，包括：
部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器，所述工业APP流程包括具有逻辑关系的多个机理模型；
所述服务器根据所述逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果返回至所述前端；
所述前端对所述处理结果进行展示。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于混合云的工业APP实例化系统，所述系统包括：公有云和私有云，所述公有云和私有云通过边缘网关和专用网络连接；
部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器；所述工业APP流程包括具有逻辑关系的多个机理模型；
所述服务器根据所述逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果返回至所述前端；
所述前端对所述处理结果进行展示。
本实施例提供了一套基于混合云的工业APP实例化方法及系统，以解决传统平台需要将所有组件服务部署在本地，占用资源多，工业APP运行效率低、分享难的问题。利用边缘网关和专用网络连接，将私有云和公有云打通形成混合云网络环境，依托部署在公有云上的服务器对工业APP所有的后台逻辑进行一系列处理，最后将处理结果返回到私有云上的前端进行呈现，从而实现混合云环境下的工业APP的实例化。通过本实施例使得工业APP不必将所有资源都放在本地执行，而是将实际所有业务处理过程放在云端进行，减少了本地的业务压力和资源成本，同时依托公有云的计算能力也提高了工业APP的运行效率，实现了工业APP的快速云化和分享。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于混合云的工业APP实例化方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的基于混合云的工业APP实例化系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的报文格式的示意图；
图4是本发明实施例提供的工业APP流程图；
图5是本发明实施例提供的服务器中实例化过程的信令图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供一种基于混合云的工业APP实例化方法，其流程图如图1所示，可适用于对工业APP进行实例化的情况。实例化是将一个抽象的概念类具体到该类实物的过程。为了方便描述，本实施例优先介绍该方法的应用场景。该方法应用于由私有云和公有云组成的混合云，其中，私有云部署有前端，提供人机交互的接口。
图2是本发明实施例提供的基于混合云的工业APP实例化系统的结构示意图。该系统包括公有云和私有云，公有云和私有云通过边缘网关和专用网络连接。边缘网关是部署在网络边缘侧的网关，通过网络联接、协议转换等功能联接物理和数字世界，提供轻量化的联接管理、实时数据分析及应用管理功能。本实施例中的边缘网关采用传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)自定义的报文格式将信息(包括工业APP流程和处理结果)进行封装和传递，专用网络通道采用基于虚拟专用网络的传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)连接或者采用基于网络运营商专线的TCP连接。图3是本发明实施例提供的报文格式的示意图，包括报文头和报文体两部分。报文体是传输的具体消息内容，通过给此段消息包装在一个报文体内，并加上自定义的报文头信息，保证信息交换的安全性。报文头包括：标志位、命令字、数据包编号、文件名小大、报文总大小、传输的数据大小和保留字7个部分。下面分别介绍这7个部分。
标志位：用于特别注明报文头中与报文体中相同内容的信息，并对该信息进行转义，避免服务器将该相同的信息识别为特殊的系统名词。
命令字：一个字符。通常根据类型分为1-普通图片、2-加密图片、3-普通消息、4-加密消息、5-普通文档、6-加密文档，本发明主要涉及普通消息，因此此处设置为3。
数据包编号：工业APP流程以大文件或者长消息体的形式存在，那么针对大文件或长消息体，以一定的大小进行分割时自动进行的一次编号。
文件名大小：数据包的数据块中，刚开头的部位，进行写文件名，用来保证每段新数据写入对应的文件。
报文总小大：说明该报文数据包的总大小。
传输的数据大小：说明本数据包所携带数据块的大小。
保留字：工业APP的标识位，用于特别说明报文的用途和类型信息，用于解码器识别并采用预设的解码方式进行解析，因此可根据需要自行定义此标志位。本发明实施例中自定义了报文标志位为APPTCP，用于说明该报文是工业APP实例化操作过程中传递的报文。
基于图2提供的系统，本实施例提供的基于混合云的工业APP实例化方法包括以下操作：
S110、部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器，所述工业APP流程包括具有逻辑关系的多个机理模型。
可选的，前端部署有低代码生产平台和工业APP运行环境。其中，低代码生产平台是进行工业APP开发的系统，用户可通过APP创建操作选择机理模型框架，例如功能模型单元(Functional Mockup Unit，FMU)模型框架和应用编程接口(Open ApplicationProgramming Interface，OpenAPI)格式的模型框架，并输入模型数据，通过拖拽和连接的方式配置机理模型之间的逻辑关系。低代码生产平台用于响应于用户的APP创建操作，确定机理模型框架以及模型数据，基于模型编写语言将所述机理模型框架以及模型数据生成机理模型，配置机理模型之间的逻辑关系以生成工业APP流程。图4是本发明实施例提供的工业APP流程图，该流程图中包括4个机理模型，模型1与模型2～4是并列的关系，模型2～4是顺序关系。
用户搭建完工业APP流程后可以通过点击相关按键执行APP实例化操作。工业APP运行环境用于响应于用户的APP实例化操作，将工业APP流程上传至公有云中的服务器。
S120、服务器根据所述逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果返回至所述前端。
本实施例适用于对多个具有逻辑关系的机理模型进行处理的情况，服务器运行有工业APP流程解析处理系统，该系统是工业APP的执行处理中心，负责将工业APP流程实例化以及根据流程任务进行相关处理和计算。
具体的，服务器首先根据逻辑关系将工业APP流程拆分为多个任务。参见图4，服务器将工业APP流程中的上部分拆分为任务1，将下部分顺序拆分为任务2、任务3和任务4构成的任务序列。每个任务包括一个机理模型。服务器中预先部署了能够处理各任务的组件子服务。服务器将每个任务分别提供至对应的组件子服务进行处理。
可选的，机理模型的种类包括FMU模型和OpenAPI格式的模型，用于实现一功能的机理模型包括采用不同计算机语言(例如C++，Java，python和C#)编写的多个OpenAPI格式的模型以及采用C语言编写的FMU模型。此时，需要在服务器中预先配置用于处理FMU模型的组件子服务，以及用于分别处理各计算机语言编写的OpenAPI格式的模型的各组件子服务。具体而言，服务器根据每个任务中机理模型所属的机理模型框架和模型编写语言，确定对应的组件子服务，将每个任务分别提供至对应的组件子服务进行处理。
各所述组件服务中的子服务用于根据机理模型的编写语言调用预装的语音解析平台进行编译解析，并根据机理模型的种类调用FMU接口内核或者调用OpenAPI接口内核加载所述机理模型并运行。
服务器将每个组件子服务的处理结果按照逻辑关系进行整合，得到最终的处理结果。继续参见图3，将对机理模型2的处理结果作为机理模型3的输入，将对机理模型3的处理结果作为机理模型4的输入，将机理模型4的输出和机理模型1的输出作为最终的处理结果。然后，通过自定义的报文格式，经由边缘网关和专用网络，将最终的处理结果发送至私有云。
S130、前端对所述处理结果进行展示。
工业APP运行环境是工业APP实例化、发布以及交互的载体，基于该环境可以建立web服务、接收交互信息、处理工业APP实例化过程。本实施例中的工业APP运行环境接收服务器返回的处理结果，调用工业APP运行环境的web服务，并将处理结果通过浏览器展示在web页面上。
本实施例提供了一套基于混合云的工业APP实例化方法及系统，以解决传统平台需要将所有组件服务部署在本地，占用资源多，工业APP运行效率低、分享难的问题。利用边缘网关和专用网络连接，将私有云和公有云打通形成混合云网络环境，依托部署在公有云上的服务器对工业APP所有的后台逻辑进行一系列处理，最后将处理结果返回到私有云上的前端进行呈现，从而实现混合云环境下的工业APP的实例化。通过本实施例使得工业APP不必将所有资源都放在本地执行，而是将实际所有业务处理过程放在云端进行，减少了本地的业务压力和资源成本，同时依托公有云的计算能力也提高了工业APP的运行效率，实现了工业APP的快速云化和分享。
图5是本发明实施例提供的服务器中实例化过程的信令图。下面结合图4详细介绍服务器对工业APP流程的处理过程。服务器部署有流程服务、任务服务、能力中心、组件服务网关和组件服务；其中，组件服务包括用于分别处理不同各计算机语言编写的FMU模型的各处理组件子服务，以及用于分别处理不同各计算机语言编写的OpenAPI格式的模型的各处理组件子服务。
流程服务用于将前端上传的工业APP流程实例化为逻辑文件，根据所述逻辑关系将所述工业APP流程拆分为多个任务，并将所述多个任务以任务序列的方式发送至所述任务服务；每个任务包括一个机理模型。
任务服务接收到任务序列后从中分解出单一任务单元，如任务1、任务2和任务3，每个任务都由任务服务中的对应任务子服务管理。具体的，任务服务用于将多个任务分配给对应的任务子服务，所述任务子服务用于针对对应任务中的机理模型，通过服务接口描述信息从能力中心获取对应组件子服务的接口信息，根据接口信息调用对应的组件子服务以及监听并接收各组件子服务的处理结果。其中，服务接口描述信息包括模型类型(FMU模型或者OpenAPI格式的模型)以及17位的机理模型编号。该信息发送给能力中心，能力中心根据模型类型分配一个令牌返回给任务子服务，令牌包含可访问的网关IP、安全授权码，然后就可以找到对应网关，请求具体的组件子服务。
在任务子服务在获取接口信息时，会向能力中心发送接口信息的请求。能力中心用于持续监听任务子服务发送的接口信息的请求，根据服务接口描述信息查询对应的接口信息返回给任务子服务。其中，接口信息包括组件服务网关地址、组件服务ID和密钥。
任务服务用于根据接口信息调用机理模型的组件子服务，该调用请求先被组件服务网关接收，对该请求内携带的接口信息进行验证，若验证通过则转发至该网关对应的组件子服务。
组件子服务对任务中所涉及的机理模型，调用预装的java、python、c++等语音解析平台进行编译解析，然后调用FMU接口内核或者调用OpenAPI接口内核加载该模型并运行，将运算结果返回给任务服务中对应的任务子服务。
任务服务随后用于根据逻辑顺序，对多个组件子服务返回的所有处理结果进行整合，并将最终的处理结果返回所述工业APP运行环境。
本实施例解决了常规私有云下工业APP低代码生产平台必须依赖本地资源进行工业APP运行的难题，常规的方式需要不同种类的资源以支持工业APP流程中每个组件的解析运行环境从而容易造成资源冗余和浪费，而且不利于知识快速分享。本发明实施例针对此问题给出了解决方案，利用混合云的网络架构，将用以支持工业APP流程中组件解析的运行环境转移至云端，通过专用网络连接和边缘网关来确保私有云访问时网络的安全和稳定性，传统的工业APP页面交互还是在私有云的本地端，但后台所有的计算处理过程由公有云端的工业APP流程解析处理系统来执行，一方面节省了计算资源降低了工业APP低代码生产平台的成本，另一方面也实现了工业APP的快速云化，实现了工业APP在局域网内甚至多网间的分享及应用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。
Claims (10)
1.一种基于混合云的工业APP实例化方法，其特征在于，应用于由私有云和公有云组成的混合云，所述方法包括：
部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器，所述工业APP流程包括具有逻辑关系的多个机理模型；
所述服务器根据所述逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果返回至所述前端；
所述前端对所述处理结果进行展示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述服务器根据所述逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，包括：
所述服务器根据所述逻辑关系将所述工业APP流程拆分为多个任务，每个任务包括一个机理模型；
所述服务器将每个任务分别提供至对应的组件子服务进行处理；
所述服务器将每个组件子服务的处理结果按照逻辑关系进行整合，得到最终的处理结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器之前，还包括：
所述前端响应于用户的APP创建操作，确定机理模型框架以及模型数据，基于模型编写语言将所述机理模型框架以及模型数据生成机理模型，配置机理模型之间的逻辑关系以生成工业APP流程；
所述服务器将每个任务分别提供至对应的组件子服务进行处理，包括：
所述服务器根据每个任务中机理模型所属的机理模型框架和模型编写语言，确定对应的组件子服务；
所述服务器将每个任务分别提供至对应的组件子服务进行处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机理模型的种类包括功能模型单元FMU模型和开放的应用编程接口OpenAPI格式的模型；
用于实现一功能的机理模型包括采用不同计算机语言编写的多个模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述服务器将每个任务分别提供至对应的组件子服务进行处理之后，还包括：
所述组件子服务根据机理模型的编写语言调用预装的语音解析平台进行编译解析，并根据机理模型的种类调用FMU接口内核或者调用OpenAPI接口内核加载所述机理模型并运行。
6.一种基于混合云的工业APP实例化系统，其特征在于，所述系统包括：公有云和私有云，所述公有云和私有云通过边缘网关和专用网络连接；
部署在所述私有云中的前端将工业APP流程上传至公有云中的服务器；所述工业APP流程包括具有逻辑关系的多个机理模型；
所述服务器根据所述逻辑关系对所述工业APP流程中的多个机理模型进行处理，得到处理结果，并将所述处理结果返回至所述前端；
所述前端对所述处理结果进行展示。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述私有云中的前端通过自定义报文格式将工业APP流程上传至公有云中的服务器；
所述自定义报文格式包括工业APP的标识位。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述前端部署有低代码生产平台和工业APP运行环境；
所述低代码生产平台用于响应于用户的APP创建操作，确定机理模型框架以及模型数据；基于模型编写语言将所述机理模型框架以及模型数据生成机理模型；配置机理模型之间的逻辑关系以生成工业APP流程；
所述工业APP运行环境用于响应于用户的APP实例化操作，将工业APP流程上传至公有云中的服务器；以及接收服务器返回的处理结果，调用工业APP运行环境的web服务，并将处理结果通过浏览器展示在web页面上。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述服务器部署有流程服务、任务服务、能力中心、组件服务网关和组件服务，所述组件服务包括多个组件子服务；
所述流程服务用于将前端上传的工业APP流程实例化为逻辑文件，根据所述逻辑关系将所述工业APP流程拆分为多个任务，并将所述多个任务发送至所述任务服务；每个任务包括一个机理模型；
所述任务服务用于将多个任务分配给对应的任务子服务，所述任务子服务用于针对对应任务中的机理模型，通过服务接口描述信息从能力中心获取对应组件子服务的接口信息，根据接口信息调用对应的组件子服务以及监听并接收各组件子服务的处理结果；
所述能力中心用于持续监听任务子服务发送的接口信息的请求，根据服务接口描述信息查询对应的接口信息返回给任务子服务；
所述任务服务用于根据所述逻辑顺序，对多个组件子服务返回的所有处理结果进行整合，并将最终的处理结果返回所述工业APP运行环境。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述组件服务包括用于处理FMU模型的组件子服务，以及用于分别处理各计算机语言编写的OpenAPI格式的模型的各组件子服务；
各所述组件子服务用于根据机理模型的编写语言调用预装的语音解析平台进行编译解析，并根据机理模型的种类调用FMU接口内核或者调用OpenAPI接口内核加载所述机理模型并运行。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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