基于OSGi的协同制造软件平台设计

摘要：运用SOA思想，设计基于OSGi框架的企业协同制造软件平台，并介绍该公共服务平台提供的主要服务；在实际应用过程中，提高中小企业与区域骨干企业的商务沟通效率，降低中小企业的信息化成本，在加快中小企业信息化进程、提升企业竞争能力和创新发展方面取得良好的经济效益。

关键词：OSGi；SOA；企业信息化；协同制造

0.引言

中小企业是促进经济发展的重要力量，为我国的GDP增长和促进就业做出了重大贡献。我国沿海地区中小企业集群化的发展态势十分明显，各地区形成了优势特色产业集群。制造业的竞争不断加剧，如何优化供应链，降低沟通环节成本。成为地区政府和企业需要解决的重要问题。随着经济全球化和信息技术的不断发展，出现了协同制造这一新型经济形态，协同制造是以企业之间业务过程高度集成化和信息资源高度共享化，及制造敏捷性为目标的新型制造模式。从企业管理角度看，利于优化企业组织结构，促进企业间商务协作，并将伴随着工业化步伐的迈进和信息化技术的进步而进一步发展。

协同制造发展模式可以充分发挥区域产业优势，实现资源的最优调配，从而最大化经济效益。建立协同制造公共服务平台，汇聚地区产业力量，使供应商、分销商和制造企业很方便地通过网络平台实现商务沟通协作，带动企业制造服务化发展，从而有效降低产业链协作成本，促进区域产业集群的建设，提高地区制造业的整体竞争力：同时企业不需要为此重复购买软硬件设备，不需要聘请专门的技术支持人员，可以很大程度降低信息化成本，使企业将更多资源用于产业结构升级。

软件平台应用方面的难点在于要满足不同行业、不同协作方式对平台的应用需求。鉴于中小企业信息化水平普遍较差，并且各行业、各企业信息化水平参差不齐的现状，软件服务平台要尽可能地解决业务需求和技术实现之间的矛盾。本文运用面向服务的体系架构（SOA）思想和OSGi框架很好地处理了上述问题。

1.面向服务架构体系和OSGi

1.1SOA

面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture，SOA）以服务为导向，使业务和技术完全分离。其松耦合、粗粒度的特征非常适合企业信息化项目，使企业业务可以迅速响应市场需求的变化，并提高服务的可重用性。

1.2OSGi组件模型

不管是大规模分布式系统还是小型嵌入式应用，OSGi都可以通过模块化的架构来降低复杂性，从而减少开发和维护成本。OSGi联盟用层次模型介绍了OSGi标准，如图1所示。

●Bundles是开发者遵循OSGi标准开发的组件。

●运行环境层是Bundle的运行环境，通过本层Bundle可以运行在Java虚拟机上。

●模块层定义了组件如何加载外部类，以及如何允许外部类调用。

●生命周期层提供了一系列API，用来安装、启动、停止、更新和卸载组件。

●服务层提供了面向服务的编程模型，使组件之间可以动态地连接。

OSGi实现了一个动态组件系统，定义了一套模块化的应用开发框架，允许将应用分成多个模块，易于部署，可以动态地安装、启动、更新、停止、卸载不同的应用模块，且不用重新启动容器，非常适合实现面向服务架构的应用。OSGi组件系统可以降低开发复杂性。组件内部相互隐藏，组件间通信通过良好定义的服务进行，隐藏内部信息意味着之后可以自由地更改，不仅减少了bug，也使组件开发变得更简单。OSGi组件模型可以很方便地在应用中使用第三方组件，提高软件复用度。

2.基于SOA和OSGi的协同制造软件平台设计

地区性优势产业集群化的发展趋势，要求建立高效的协同制造服务平台。通过深入研究，本文设计了基于SOA和OSGi的协同制造软件平台。

2.1软件平台架构设计

协同制造软件平台的架构需要支撑企业信息和社会资源的高效交互，通过需求调研，梳理企业业务流程，结合广泛应用的技术，运用SOA思想和OSGi框架，本文设计了软件平台框架，如图2所示。

本文对平台体系框架的分析如下：

（1）表现层。此层是协同制造软件平台的门户，是用户看到并与平台交互操作的Web界面，用于显示数据和接受用户的数据和服务请求。平台管理员、企业管理员、企业用户、应用开发者可以通过浏览器访问本平台，平台门户包含企业列表，需求列表，商圈列表，用户注册、登录等信息。

（2）服务层。本层包含服务平台所能提供的主要服务功能，包括采购管理、销售管理、物流管理、委外管理、库存管理、产品管理、资源发布、质量管理、物料管理等。

（3）总线层。本层是服务平台的核心。主要包括业务过程、规则引擎和企业服务总线，使得不同的应用服务能够协调运行，实现服务之间的通信和优化配置。

（4）组件层。本层包括数据访问组件、业务逻辑组件和其他组件。完成对业务逻辑和数据的处理。业务逻辑组件将平台服务封装成粗粒度的组件，数据访问组件对各类数据给出了完整定义，方便描述各类数据对象。

（5）数据层。各类业务逻辑通过通用数据访问接口访问产品数据库、物料数据库、厂商信息库、供应关系库等数据库。对信息的加工操作，完成商务交易。

2.2软件平台功能模块

本软件平台主要功能模块：

（1）门户模块

通过服务平台门户模块，可以浏览加入本服务平台的企业目录，检索企业列表和需求列表，查看企业信息、制造能力信息和产品信息。

（2）用户管理模块

协同制造软件平台的用户分为4类，分别是平台管理员、企业管理员、企业用户、应用开发者。通过基于角色的访问控制技术（Role-Based Access Control，RBAC），根据不同的身份角色赋予对应的控制权限。其中平台管理员整个软件平台的管理者，拥有最高权限，可以对企业信息进行审核、查询、增删、修改等。企业管理员可以对本企业的资料进行修改、增删，以及为企业内部用户分配账户密码等。企业用户是平台的使用者，可以查看企业信息、录入产品和物料信息，发布企业需求，通过消息系统与供应商联系，沟通报价、交货期限、产品数量和规格等信息，以及管理订单、合同和竞标方案等。

（3）需求管理模块

需求管理模块包括需求列表管理、需求发布管理、检索模块。企业用户可以发布需求，包括定向发布和公开发布。即指定供应商发布需求或者向商圈里的所有企业公开发布需求。企业可以收藏其他企业发布的需求，并和相关企业结为合作伙伴。

（4）系统管理模块

系统管理模块负责维护企业列表、需求列表和目录，管理企业商圈、评论系统和消息系统，保障本平台平稳运行。

3.结语

伴随着互联网热潮和不断加剧的市场竞争，运用快速发展的信息技术提高中小企业与骨干企业的合作效率，整合企业内外部和各类社会资源，降低企业运营成本，是提高企业经济效益的一条有效途径。

本文运用SOA思想，将OSGi框架运用到协同制造软件服务平台开发中，帮助企业将自身的制造资源和制造能力发布在平台上，更加合理高效地配置资源，形成区域规模效应。本文较详细地介绍了基于OSGi框架的协同制造软件平台体系框架设计，以及主要功能模块。该服务平台已经在某地区中小家电行业运用，获得了企业很好的应用反馈，使企业与供应商非常方便地展开协作，极大地提高了沟通效率，体现了企业信息化带来的巨大优势，经济效益明显。