CN116107548B - 一种跨平台一体化软件系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及软件开发领域，具体提供了一种跨平台一体化软件系统，包括用户界面UI层、功能层、一体化仿真算法及优化算法层、云端算法适配层以及底层技术支持层，采用故障分层隔离、自愈机制，可实现程序信息的实时更新，软件系统具备可靠性、可维护性和可扩展性等特点，可满足工业软件复杂的应用场景和功能需求；基于低代码程序开发技术，具备可灵活配置和集成的功能模块，可跨不同平台，适配网络远程，虚拟远程和本地应用模式等，同时具备桌面单机和云端高性能适配能力。软件开发人员仅需通过部署云端系统便可提供应用至不同操作系统的桌面端和网页端工业软件应用环境，提高软件的使用便利性、高可用性和兼容性。

Description

一种跨平台一体化软件系统

技术领域

本发明涉及软件开发领域，特别涉及一种跨平台一体化软件系统。

背景技术

近年来，随着人们对于工业仿真软件需求的不断扩大，不同学科的工业仿真软件应运而生并快速发展。这些软件使用程序语言 C#、java、c++、vb 等高级语言编写，可应用至不同学科领域，用户可在本地机下载、安装、使用及卸载。传统架构工业软件基于单机或局域网本地部署，遵从 ISA95 的五层体系，软件采用紧耦合单体化架构，软件功能颗粒度较大同时功能综合且强大。但传统架构的工业软件仅针对特定的操作系统，软件的安装和卸载流程较复杂，同一用户在不同机器上操作时，为了得到相同的软件体验，也要重装及配置软件，需要大量的重复性工作，这给用户的使用带来极大的不便。近几年，工业互联网发展迅猛。工业互联网平台上也出现了一些诸如工业 APP 之类的新型工业软件。新型架构工业软件往往是基于 Web 或云端部署，从五层体系渐变为扁平化体系，松耦合多体化微服务架构，软件功能颗粒度较小同时功能简明或单一。随着云计算时代的到来，虚拟化、云存储、云同步技术得到了快速发展，并成为目前研究的热点之一。故，工业软件的虚拟性和跨平台性为解决目前现有技术中工业软件存在的缺陷问题提供了一个思路。

对于工业软件在跨平台、跨硬件设备上的使用，目前现有的解决方案是根据操作系统的不同、硬件不同，开发不同版本的软件产品，如软件需要安装或卸载，和特定的操作系统绑定，不同的操作系统需要安装或卸载软件的不同版本。此外，当用户重装系统后，就必须再重新安装这些软件。同一用户在不同机器上操作时，为了得到相同的软件体验，也要重装及配置软件，需要大量的重复性工作，这给用户的使用带来极大的不便。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中提供一种跨平台一体化软件系统。

本发明实施例中提供一种跨平台一体化软件系统，包括用户界面UI层、功能层、一体化仿真算法及优化算法层、云端算法适配层以及底层技术支持层，其中：

所述UI层用于实现云端与单机一体化交互设计，包括通用前后处理组件UI、求解器调用接口UI、云端接口UI设计，所述UI层与所述功能层之间通过UI层与功能层接口进行数据交互；

所述功能层用于实现软件的功能设计，包括核心求解功能模块、前后处理功能模块、软件许可功能模块、软件拓展功能模块，所述功能层位于所述 UI 层和所述算法层之间，并提供封装桌面 UI 控件和云端 UI 控件的容器，与一体化仿真算法及优化算法层通过云端与单机一体化功能与算法层接口进行数据交互；

所述一体化仿真算法及优化算法层，包括云端仿真和优化算法组件库、本地仿真和优化算法组件、第三方仿真和优化算法组件，用于为所述功能层提供所需要的仿真算法和优化算法的接口，通过云端与单机一体化算法与适配算法层接口与所述云端算法适配层通信连接；

所述云端算法适配层，用于为所述一体化仿真算法及优化算法层提供云端适配支撑，以实现单机功能、高性能计算、云端数据库资源使用及多系统平台优化，所述云端算法适配层与所述底层技术支持层通信连接；

所述底层技术支持层，包括大规模并行计算调度系统、图形处理器GPU支持、跨平台适配库、云端轻量化显示引擎、硬件软件开发工具包 SDK支持，并提供容器用来封装各底层支持功能模块，并向所述云端算法适配层提供完备接口。

作为一种可选的方案，所述UI层与功能层接口包括命令传输接口、数据传输接口、第三方软件接口以及二次开发接口。

作为一种可选的方案，所述云端与单机一体化功能与算法层接口包括第一云端权限控制接口、第一通用命令流接口、第一数据流接口引擎、第一第三方软件接口，所述云端与单机一体化功能与算法层接口具备符合规范的调用接口，所述调用接口支持云端和单机一体化调用，当具备本地算法模块时，所述调用接口可选择调用本地接口进行计算，当具备云端算法模块访问权限时，所述调用接口支持通过接口调用云端算法模块资源。

作为一种可选的方案，所述云端与单机一体化算法与适配算法层接口包括第二云端权限控制接口、第二通用命令流接口、第二数据流接口引擎、第二第三方软件接口。

作为一种可选的方案，还包括故障隔离与自愈机制，通过采用分层错误处理机制进行故障隔离和自愈，所述分层错误处理机制保证各层间故障隔离，各层间设置错误处理组件处理所在层异常，当发生异常时，接入错误处理模块，根据错误类型及程序上下文数据，识别错误类别，根据预设处理流程分别进行应对处理，并同步更新软件日志。

作为一种可选的方案，所述错误类型包括参数不合理、资源不足或算法不适配中任一种，所述应对处理包括参数修正提示，自动提示合理参数，重新分配资源，调用其他同类型算法中任一种。

作为一种可选的方案，包括采用基于一体化分层框架设计的低代码框架，以组件化封装各层内功能，配合组件工厂和容器，进行仿真流程拖拽式编程。

本发明实施例中提供的跨平台一体化软件系统，包括用户界面UI层、功能层、一体化仿真算法及优化算法层、云端算法适配层以及底层技术支持层，采用故障分层隔离、自愈机制，可实现程序信息的实时更新，软件系统具备可靠性、可维护性和可扩展性等特点，可满足工业软件复杂的应用场景和功能需求；基于低代码程序开发技术，具备可灵活配置和集成的功能模块，可跨不同平台，适配网络远程，虚拟远程和本地应用模式等，同时具备桌面单机和云端高性能适配能力。具备兼容不同软件平台下的单机版和云端软件的部署系统，基于本系统，工业软件开发人员仅需通过部署云端系统便可提供应用至不同操作系统的桌面端和网页端工业软件应用环境，提高软件的使用便利性、高可用性和兼容性。

附图说明

图1为本发明实施例中提供一种跨平台一体化软件系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供一种跨平台一体化软件系统中分层错误处理机制的流程示意图；

图3为本发明实施例中提供一种跨平台一体化软件系统中拖拽式模块化编程环境的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合图1所示，本发明实施例中提供一种跨平台一体化软件系统，包括用户界面UI层101、功能层102、一体化仿真算法及优化算法层103、云端算法适配层104以及底层技术支持层105，其中：

所述UI层101用于实现云端与单机一体化交互设计，包括通用前后处理组件UI、求解器调用接口UI、云端接口UI设计，所述UI层101与所述功能层102之间通过UI层与功能层接口1011进行数据交互；

所述功能层102用于实现软件的功能设计，包括核心求解功能模块、前后处理功能模块、软件许可功能模块、软件拓展功能模块，所述功能层位于所述 UI 层和所述算法层之间，并提供封装桌面 UI 控件和云端 UI 控件的容器，与所述一体化仿真算法及优化算法层103通过云端与单机一体化功能与算法层接口1021进行数据交互；

所述一体化仿真算法及优化算法层103，包括云端仿真和优化算法组件库、本地仿真和优化算法组件、第三方仿真和优化算法组件，用于为所述功能层提供所需要的仿真算法和优化算法的接口，通过云端与单机一体化算法与适配算法层接口1031与所述云端算法适配层104通信连接；

所述云端算法适配层104，用于为所述一体化仿真算法及优化算法层提供云端适配支撑，以实现单机功能、高性能计算、云端数据库资源使用及多系统平台优化，所述云端算法适配层104与所述底层技术支持层105通信连接，云端算法适配层104需要依赖底层技术支持层105才能完成适配功能，云端算法适配层104可以看做是具备云端适配功能的接口层，需明确定义各适配算法模块与底层技术支持层的功能模块的交互数据内容和格式、数据异常情况、调用接口 API、返回数据的评价等，支持用户通过配置文件自定义底层、支持算法容器，同时提供封装适配算法模块的容器，可通过配置文件自定义算法模块的属性和方法；

所述底层技术支持层105，包括大规模并行计算调度系统、图形处理器GPU支持、跨平台适配库、云端轻量化显示引擎、硬件软件开发工具包 SDK支持，并提供容器用来封装各底层支持功能模块，并向所述云端算法适配层104提供完备接口。

在一些实施例中，UI层与功能层接口1011用来规范单机桌面UI控件，及云端 UI控件两大类组件与功能层的调用接口，明确定义各组件与功能层的交互数据内容和格式，数据异常情况等，调用接口API，返回数据的异常情况等，支持用户通过配置文件自定义接口，提供封装桌面UI控件和云端UI控件的容器，可通过配置文件自定义UI控件的属性和方法。具体地，所述UI层与功能层接口1011包括命令传输接口、数据传输接口、第三方软件接口以及二次开发接口。

在一些实施例中，云端与单机一体化功能与算法层接口1021用来规范各功能模块与仿真算法及优化算法的调用接口，调用接口支持云端和单机一体化调用，当具备本地算法模块时，可选择调用本地接口进行计算，当具备云端算法模块访问权限时，支持通过调用接口调用云端算法模块资源；调用接口具备大容量数据的第一高速传输模块，满足大模型的快速交互计算需求，调用接口中明确定义各功能模块与业务算法层的交互数据内容和格式、数据异常情况、调用接口 API、云端权限控制规则、返回数据的评价等，支持用户通过配置文件自定义接口，提供封装功能模块的容器，可通过配置文件自定义功能模块的属性和方法，支持调用第三方接口进行仿真及优化计算。

具体地，所述云端与单机一体化功能与算法层接口1021包括第一云端权限控制接口、第一通用命令流接口、第一数据流接口引擎、第一第三方软件接口，所述云端与单机一体化功能与算法层接口具备符合规范的调用接口，所述调用接口支持云端和单机一体化调用，当具备本地算法模块时，所述调用接口可选择调用本地接口进行计算，当具备云端算法模块访问权限时，所述调用接口支持通过接口调用云端算法模块资源。

在一些可能的实施例中，云端与单机一体化算法与适配算法层接口1031支持云端和单机一体化调用，支持通过本地和云端接口调用高性能计算资源、数据库资源、多系统优化平台资源等，云端与单机一体化算法与适配算法层接口具备大容量数据的第二高速传输模块，满足大模型的快速交互计算需求，规范各仿真优化算法模块与高性能计算模块、多系统平台优化模块的调用接口，明确定义各业务模块与适配算法层的交互数据内容和格式、数据异常情况、调用接口 API、云端权限控制接口、返回数据的评价等，支持用户通过配置文件自定义接口，提供封装业务算法模块的容器，可通过配置文件自定义算法模块的属性和方法。具体地，所述云端与单机一体化算法与适配算法层接口1031包括第二云端权限控制接口、第二通用命令流接口、第二数据流接口引擎、第二第三方软件接口。

结合图2所示，本发明实施例中提供的跨平台一体化软件系统中具备故障隔离与自愈机制，通过采用分层错误处理机制进行故障隔离和自愈，分层错误处理机制的核心功能是保证各层间故障隔离，不会向上或向下传递错误，各层间设置错误处理组件处理本层异常。当发生错误（异常）时，接入错误处理模块，根据错误类型及程序上下文数据，识别错误类别（参数不合理，资源不足或算法不适配），根据预设处理流程分别进行处理（参数修正提示，自动提示合理参数，重新分配资源，调用其他同类型算法等）操作，并同步更新软件日志。

结合图3所示，本发明实施例中提供的跨平台一体化软件系统中采用基于一体化分层框架设计的低代码框架，各层内功能都以组件化封装，配合组件工厂和容器，可实现仿真流程拖拽式编程，包括定义仿真流程（对应程序主线程）、拖拽组件工具箱中相应方法模块（对应对象定义）、鼠标右键配置属性（对应对象设置）、连接各组件并设置连接属性（对应逻辑调用流程，设置调用参数），提供组件制造工厂，自定义组件容器工具，可根据用户配置，自定义功能组件，提供错误处理模块设定，可预设错误类型，判别依据及相应的错误处理流程（可单独创建工程定义错误处理流程）。完成上述建立及配置步骤后，点击生成，将自动检查并生成程序框架代码，自动加入各功能模块，相应接口检查及错误处理机制代码。这种低代码框架将自动生成符合规范的核心代码，强制新创建组件的属性和方法符合规范要求，开发人员仅需定义接口和实现组件内功能算法即可完成功能的升级和扩展，从而极大减少重复编码过程，减轻框架维护升级工作，显著提高软件研制效率和质量，切实提高其可维护性，可扩展性和可靠性。

本发明实施例中提供的跨平台一体化软件系统，包括用户界面UI层101、功能层102、一体化仿真算法及优化算法层103、云端算法适配层104以及底层技术支持层105，采用故障分层隔离、自愈机制，可实现程序信息的实时更新，软件系统具备可靠性、可维护性和可扩展性等特点，可满足工业软件复杂的应用场景和功能需求；基于低代码程序开发技术，具备可灵活配置和集成的功能模块，可跨不同平台，适配网络远程，虚拟远程和本地应用模式等，同时具备桌面单机和云端高性能适配能力。具备兼容不同软件平台下的单机版和云端软件的部署系统，基于本系统，工业软件开发人员仅需通过部署云端系统便可提供应用至不同操作系统的桌面端和网页端工业软件应用环境，提高软件的使用便利性、高可用性和兼容性。

本发明中针对工业软件的系统不仅可以用在单机版工业软件中，还可以用在云端工业软件部署中，支持本地端和网页端的软件功能和模块调用。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种跨平台一体化软件系统，其特征在于，包括用户界面UI层、功能层、一体化仿真算法及优化算法层、云端算法适配层以及底层技术支持层，其中：

所述UI层用于实现云端与单机一体化交互设计，包括通用前后处理组件UI、求解器调用接口UI、云端接口UI设计，所述UI层与所述功能层之间通过UI层与功能层接口进行数据交互；

所述功能层用于实现软件的功能设计，包括核心求解功能模块、前后处理功能模块、软件许可功能模块、软件拓展功能模块，所述功能层位于所述 UI 层和所述一体化仿真算法及优化算法层之间，并提供封装桌面 UI 控件和云端 UI 控件的容器，所述功能层与一体化仿真算法及优化算法层通过云端与单机一体化功能与算法层接口进行数据交互；

所述一体化仿真算法及优化算法层，包括云端仿真和优化算法组件库、本地仿真和优化算法组件、第三方仿真和优化算法组件，用于为所述功能层提供所需要的仿真算法和优化算法的接口，所述一体化仿真算法及优化算法层通过云端与单机一体化算法与适配算法层接口与所述云端算法适配层通信连接；

所述云端算法适配层，用于为所述一体化仿真算法及优化算法层提供云端适配支撑，以实现单机功能、高性能计算、云端数据库资源使用及多系统平台优化，所述云端算法适配层与所述底层技术支持层通信连接；

所述底层技术支持层，包括大规模并行计算调度系统、图形处理器GPU支持、跨平台适配库、云端轻量化显示引擎、硬件软件开发工具包 SDK支持，并提供容器用来封装各底层支持功能模块，并向所述云端算法适配层提供完备接口。

2.根据权利要求1所述的跨平台一体化软件系统，其特征在于，所述UI层与功能层接口包括命令传输接口、数据传输接口、第三方软件接口以及二次开发接口。

3.根据权利要求1所述的跨平台一体化软件系统，其特征在于，所述云端与单机一体化功能与算法层接口包括第一云端权限控制接口、第一通用命令流接口、第一数据流接口引擎、第一第三方软件接口，所述云端与单机一体化功能与算法层接口具备符合规范的调用接口，所述调用接口支持云端和单机一体化调用，当具备本地算法模块时，所述调用接口可选择调用本地接口进行计算，当具备云端算法模块访问权限时，所述调用接口支持通过接口调用云端算法模块资源。

4.根据权利要求1所述的跨平台一体化软件系统，其特征在于，所述云端与单机一体化算法与适配算法层接口包括第二云端权限控制接口、第二通用命令流接口、第二数据流接口引擎、第二第三方软件接口。

5.根据权利要求1所述的跨平台一体化软件系统，其特征在于，还包括故障隔离与自愈机制，通过采用分层错误处理机制进行故障隔离和自愈，所述分层错误处理机制保证各层间故障隔离，各层间设置错误处理组件处理所在层异常，当发生异常时，接入错误处理模块，根据错误类型及程序上下文数据，识别错误类别，根据预设处理流程分别进行应对处理，并同步更新软件日志。

6.根据权利要求5所述的跨平台一体化软件系统，其特征在于，所述错误类型包括参数不合理、资源不足或算法不适配中任一种，所述应对处理包括参数修正提示，自动提示合理参数，重新分配资源，调用其他同类型算法中任一种。

7.根据权利要求1所述的跨平台一体化软件系统，其特征在于，包括采用基于一体化分层框架设计的低代码框架，以组件化封装各层内功能，配合组件工厂和容器，进行仿真流程拖拽式编程。

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