CN114285876B - 一种工业制造的应用互联架构 - Google Patents

Abstract

本申请属于信息技术领域，提出一种工业制造的应用互联架构，其利用服务的形式为企业解决应用互联互通、互操作问题，打破企业信息孤岛。消除业务系统数据交换中存在的协议不一致，格式不一致，数据传输稳定性以及数据传输的安全性等问题。把服务之间复杂的网状关系清晰化，清晰呈现企业内部信息交换实现交互架构。通过实现服务管控和服务治理，帮助企业实现智慧的制造，智能的生产。

Description

一种工业制造的应用互联架构

技术领域

本发明涉及一种工业制造的应用互联架构。通过服务的形式为企业解决应用互联互通、互操作问题，打破企业信息孤岛，消除业务系统数据交换中存在的协议不一致，格式不一致，数据传输稳定性以及数据传输的安全性等问题，把服务之间复杂的网状关系清晰化，清晰呈现企业内部信息交换过程，通过实现服务管控和服务治理，帮助企业实现智慧的制造，智能的生产，属于信息技术领域。

背景技术

随着信息时代的发展，制造企业为了协调完成内外部业务的执行和管理工作，引入了众多信息应用系统，但这些系统只关注自身领域的数据管理与业务处理，致使企业的信息资源被拆乱分散，形成了诸多信息孤岛，信息孤岛阻碍了跨部门、跨业务、跨组织之间的协作，还可能出现计划失控、库存过量、盲目采购等不利于企业正常发展的操作，给企业带来无效劳动、资源浪费和效益流失等严重后果。

目前所知企业主要通过系统与系统之间的点对点集成来治理信息孤岛，但由于企业中系统所使用的互联网技术、开发环境、开发语言、技术标准、使用平台、工具等各不相同，点对点集成的服务很难复用，造成大量重复开发和联调工作。随着系统的增多，服务之间形成复杂的网状关系，在完整的业务链中，就难以梳理服务与服务之间的关系，服务之间彼此是否依赖；由于点对点集成没有统一的规范和技术标准，缺乏服务治理以及在安全、日志、异常监控、路由、消息发布和订阅等多方面对服务的能力支撑，不利于企业实现智慧的制造，智能的生产。

发明内容

针对目前制造企业为了协调完成内外部业务的执行和管理工作，引入了众多信息应用系统，由于不同系统之间存在通信协议的差异，致使企业的信息资源被拆乱分散，形成了诸多信息孤岛，阻碍了跨部门、跨业务、跨组织之间的协作，容易出现计划失控、库存过量、盲目采购等不利于企业正常发展，给企业带来无效劳动、资源浪费和效益流失等问题，本发明提供一种工业制造的应用互联架构，通过服务的形式为企业解决应用互联互通、互操作问题，帮助企业实现智慧的制造，智能的生产，包括通过以下步骤来实现：

A.建立工业制造的应用互联架构模型；

B.通过工业制造的应用互联架构模型建立工业制造应用互联总线平台；

C.完成工业制造的应用互联架构模型工作流程。

所述步骤A特征为：所述一种工业制造的应用互联架构通过基于应用服务总线消息流运行环境，开展应用互联总线核心引擎、服务管理平台、服务发布平台、服务商店平台和服务监控平台设计，如图1所示，其中应用服务总线消息流运行环境为用于支撑工业制造应用互联总线平台的消息中间件，提供消息流的驱动运行环境；应用互联总线核心引擎包括协议适配器和消息流模板，并提供安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制、日志记录和消息传输的功能，其中协议适配器包括REST适配器、WS适配器、AMQP适配器、RFC适配器、SMTP适配器和FTP适配器，支持的协议包括表现层状态转移协议REST、简单对象访问协议WS、高级消息队列协议AMQP、远程函数调用协议RFC、简单邮件传输协议SMTP和文件传输协议FTP；服务管理平台的功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理；服务发布平台的功能包括服务注册、服务发布和服务管理；服务商店平台的功能包括服务目录、服务订阅和服务试用；服务监控平台的功能包括服务交易统计、服务数量统计、服务质量分析、服务监控、平台监控和异常告警。

所述步骤A特征为：所述服务管理平台功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理，具体为：

(1)平台运维用于管理员维护工业制造应用互联总线平台，包括日志管理、系统注册和协议适配器注册，其中日志管理用于工业制造应用互联总线平台出现异常时，对日志记录进行分析，查找问题出现的原因，管理的日志包括系统日志、应用程序日志、安全日志和服务的交易日志；系统注册用于管理员注册相关应用系统，其实现包括以下步骤：①系统基础信息配置包括系统名称、系统简称、系统类别、系统部署区域和系统描述；②根据系统所属应用类别和部署区域生成唯一系统标识；③根据系统所支持的通讯协议，完成系统的出/入站协议配置；④根据应用需求实现对系统的安全认证，认证方式包括绑定MAC地址、IP黑白名单、物理端口绑定、数字签证和会话校验；⑤将系统基础信息、系统标识、系统的出/入站协议和系统的安全认证信息保存至数据库；协议适配器注册用于管理员将相关协议适配器按照协议适配器的参数要求进行注册；

(2)授权管理用于管理用户的登录权限和服务的请求权限；

(3)生命周期管理用于管理服务的生命周期状态和描述服务生命周期各阶段间的关系，

1)服务生命周期包括以下状态：

①创建中，其表示服务未完成创建，服务商店平台不显示该服务；

②待发布，其表示服务已完成创建，服务商店平台不显示该服务；

③已发布，其表示服务已完成创建，服务商店平台显示该服务，且该服务可被服务请求方订阅/请求；

④暂停，其表示服务被执行暂停操作，服务商店平台不显示该服务，且该服务不可被服务请求方订阅/请求；

⑤停用，其表示服务已被工业制造应用互联总线平台删除，服务商店平台不显示该服务，且该服务不可被服务请求方订阅/请求；

2)服务生命周期各阶段变化关系如图2所示，包括以下关系：

①当对服务申请发布且未审批时，服务生命周期从创建中变为待发布；

②当对服务申请发布审批未通过时，服务生命周期从待发布变为创建中；

③当对服务申请发布审批通过时，服务生命周期从待发布变为已发布；

④当对已发布服务执行暂停操作，服务生命周期从已发布变为暂停；

⑤当对暂停服务执行发布操作，服务生命周期从暂停变为已发布；

⑥当暂停服务重新申请发布但未审批时，服务生命周期从暂停变为待发布；

⑦当由暂停变为待发布的服务申请发布审批且未通过时，服务生命周期从待发布变为暂停；

⑧当对暂停服务执行停用操作，服务生命周期从暂停变为停用。

所述步骤A特征为：所述服务发布平台功能包括服务注册、服务管理和服务发布，具体为：

(1)服务注册用于服务提供方注册各类服务，包括以下步骤：

①选择服务提供方并完成服务基础信息配置，包括服务名称、服务类别、服务请求超时时间和服务描述；

②根据服务提供方和服务类别生成唯一服务标识；

③完成服务扩展配置，包括请求参数描述、响应参数描述、请求报文示例和响应报文示例；

④完成服务特殊设置，包括服务优先级、最大请求报文和每秒完成的最大交易次数TPS；

⑤根据服务提供方应用程序接口，配置服务提供方接口地址和请求方式，接口地址为服务提供方应用程序公开资源的访问路径信息；

⑥将服务基础信息、服务标识、服务扩展配置、服务特殊设置、服务提供方接口地址和请求方式保存至数据库；

(2)服务管理用于服务提供方管理所注册的服务，包括修改服务、删除服务、测试服务和发布服务；

(3)服务发布用于服务提供方对注册的服务进行发布申请，发布申请通过后的服务供服务请求方订阅/请求。

所述步骤A特征为：所述服务商店平台功能包括服务目录、服务订阅、服务试用，其中服务目录用于已发布的服务以目录的形式呈现在服务商店平台中，服务请求方在目录中检索和查看服务，并对服务进行试用和订阅；服务订阅用于服务请求方在服务商店平台中对未订阅的服务发起订阅申请；服务试用用于在服务商店平台中对已发布的服务进行在线调用。

所述步骤A特征为：所述应用互联总线核心引擎功能包括安全认证、格式转换、协议转换、日志记录、路径选择、流量控制、消息传输和负载均衡，其中安全认证：用于根据应用需求实现对服务请求方系统的安全认证，认证方式包括绑定MAC地址、IP黑白名单、物理端口绑定、数字签证和会话校验；格式转换：用于服务请求方与服务提供方系统消息格式不一致时，应用互联总线核心引擎根据服务注册信息中服务请求方和服务提供方的报文格式，自主实现对消息的格式转换；协议转换：用于服务请求方与服务提供方系统通讯协议不一致时，应用互联总线核心引擎根据服务请求方和服务提供方相应的通讯协议，自主选择对应的协议适配器，实现消息在不同协议间的传输；日志记录：用于通过应用互联总线核心引擎中的日志组件，记录服务的每次交易行为，并为服务监控平台提供用于统计与分析的数据；路径选择：用于消息进入应用互联总线核心引擎后，自主选择服务提供方提供的接口地址，并将消息通过所选地址发送至服务提供方；流量控制：其实现过程为，首先设置服务的最大请求报文M和每秒完成的最大交易次数TPS，其次应用互联总线核心引擎根据服务请求方提出的请求，获得对应请求报文量M'和相应每秒完成的交易次数TPS'，若M＜M'或TPS＜TPS'，则应用互联总线核心引擎将错误信息发送至服务请求方；负载均衡：用于增强服务提供方接收服务请求时的并发处理能力，减轻单个接口地址的处理压力，其中服务请求表示服务请求方通过应用互联总线核心引擎请求服务提供方的服务；负载均衡操作步骤如图3所示，包括以下步骤：

①服务注册信息中启用负载功能；

②录入服务提供方接口地址；

③选择负载规则，在轮询规则、权重规则和动态计算规则中选择其一；

④当选择权重规则时，对每个接口地址设定相应的经验权重系数。

所述步骤A特征为：所述负载均衡功能中的负载规则包括轮询规则、权重规则和动态计算规则，具体为：

(1)轮询规则：①将每个服务对应的接口地址按录入顺序排列；②当服务请求方请求服务时，按请求顺序依次从服务对应的接口地址排列中取出并调用；

(2)权重规则：对每个接口地址设定相应的权重系数，当服务请求方请求服务时，通过计算规则获得有效权重系数，并结合若干有效权重系数集自适应迭代机制获得最大有效权重系数，其中有效权重系数集为β,β',β",...，随之获得其对应的接口地址；在任一单次轮询内，权重规则流程如图4所示，包括以下步骤：

①获得服务F₁的n个接口地址；

②接口地址集为对应的设定权重系数集为设定权重系数总和/>初始值为0的有效权重系数集为/>其中1≤i≤n，1≤m₁≤n，S_i为第i个接口地址，/>为第m₁个接口地址，S_n为第n个接口地址，α_i为第i个接口地址的设定权重系数，/>为第m₁个接口地址的设定权重系数，α_n为第n个接口地址的设定权重系数，β_i为第i个接口地址的有效权重系数，/>为第m₁个接口地址的有效权重系数，β_n为第n个接口地址的有效权重系数；

③当服务请求方请求服务F₁时，对接口地址集合S遍历，并将设定权重系数集与有效权重系数集对应元素依次相加，在遍历过程中若所选接口地址为S_i，则其相应有效权重系数为β'_i＝α_i+β_i，遍历完成后的接口地址对应有效权重系数集为β'＝{β'₁,β'₂,β'₃,...,β'_n}；

④通过有效权重系数集β'，获得最大有效权重系数β'_max；

⑤通过β'_max的值在β'中获得其对应的最大有效权重系数集其中1≤m₁＜m₂＜...＜m_n≤n；

⑥通过β'_m获得有效权重系数和其对应的接口地址/>

⑦通过将接口地址/>的有效权重系数由/>替换为/>

⑧当所有接口地址有效权重系数均为0时完成单次轮询，反之则等待下一次服务请求方请求服务F₁。

(3)动态计算规则：如图5所示，其实现过程为，首先，为服务F₂的每个接口地址设置初始经验权重系数η；然后，服务请求方请求服务F₂时使用权重规则获得对应接口地址；其次，当完成单次轮询后，获取服务F₂在日志中记录的历史请求信息，其包括单次轮询内的最小请求报文S_min、最小响应报文M_min和最大成功响应耗时T_max、单个接口地址对应的平均请求报文S_avg、平均响应报文M_avg，完整成功交易耗时均值T_avg和交易成功率R，并获得每个接口地址下次轮询的权重系数其中μ为修正因子(μ∈N^*)；此后，每当完成单次轮询后，通过日志中记录的历次信息获得每个接口地址下次轮询的权重系数；最后，当服务F₂的接口地址信息变更时，应用互联总线核心引擎停止当前动态计算规则。

所述步骤B特征为：通过工业制造的应用互联架构模型建立工业制造应用互联总线平台的过程为：首先，使用消息中间件实现消息在多源异构信息系统间传输；然后，在消息流运行环境下对消息传输的功能进行抽象和封装，实现应用互联总线核心引擎的构建，并完成消息传输过程中的安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制和日志记录；其次，构建服务管理平台用于管理应用互联总线核心引擎，构建服务监控平台提供用于统计分析的图形化报表；最后，构建服务发布平台和服务商店平台，用于第三方系统使用。

所述步骤C特征为：建立工业制造的应用互联架构模型工作流程，其包括建立工业制造应用互联总线平台和服务创建两个阶段流程；

(1)建立工业制造应用互联总线平台流程包括：

①选择消息流运行环境，具体包括IBM Integration Bus、IBM WebSphereMessage Broker、Oracle Service Bus、Oracle Enterprise Service Bus和Mule ESB；

②在消息流运行环境上完成应用互联总线核心引擎的开发，具体包括协议适配器、消息流模板，提供安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制和日记记录的组件；

③服务管理平台和服务监控平台开发，其中服务管理平台的功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理；服务监控平台的功能包括服务交易统计、服务数量统计、服务质量分析、服务监控、平台监控和异常告警；

④服务发布平台和服务商店平台开发，服务发布平台的功能包括服务注册、服务发布和服务管理；服务商店平台的功能包括服务目录、服务订阅和服务试用；

⑤部署，部署方式包括公有云部署、私有云部署、社区云部署、混合云部署和本地部署，部署模式包括传统模式、虚拟化模式及容器部署模式；

⑥使用，在服务管理平台完成平台配置，在服务发布平台和服务商店平台完成服务的创建、发布、查看、订阅，最后通过应用互联总线核心引擎完成服务的消息传输。

(2)服务创建包括：

①在服务管理平台中实现对系统注册，以及协议适配器配置；

②登录发布平台，服务管理平台中定义的系统通过发布平台实现服务的注册、管理、发布。待发布审批任务在服务管理平台授权通过后，服务的生命周期状态改变为已发布，此时服务可被其它系统订阅；

③登录服务商店平台，发布平台授权通过的服务，以目录的形式呈现在服务商店平台，服务管理平台所定义的系统通过服务商店平台查看服务并进行试用和订阅。待订阅审批任务在服务管理平台授权通过后，服务管理平台所定义的系统可对服务进行请求；

④服务请求方通过应用互联总线核心引擎实现服务的请求，并通过应用互联总线核心引擎中的日志组件记录服务的每次交易行为，其中服务的请求过程为：首先，服务请求方将请求报文发送至应用互联总线核心引擎，所述请求报文经过格式检测、消息初始化、安全认证、流量控制和路径选择，完成请求报文的运算处理，然后，服务提供方接收运算处理后的请求报文，并将响应报文发送至应用互联总线核心引擎，应用互联总线核心引擎通过协议适配器将响应报文转换为服务请求方要求的报文格式并发送至服务请求方，完成服务的请求，其中请求报文的运算处理流程如图6所示，具体为：

a、应用互联总线核心引擎获得服务请求方发出的请求报文Q，并转至步骤b；

b、对请求报文Q进行格式检测，若检测通过则转至步骤c，反之则转至步骤g；

c、对请求报文Q进行消息初始化，将请求报文Q的报文格式转换为标准报文格式，并转至步骤d，其中初始化后的请求报文表示为Q'；

d、通过安全认证功能对请求报文Q'进行检测，若检测通过则转至步骤e，反之则转至步骤g；

e、通过流量控制功能对请求报文Q'进行检测，若检测通过则转至f，反之则转至步骤g；

f、通过路径选择功能将请求报文Q'发送至相应服务提供方，并结束流程；

g、生成提示信息，并将提示信息发送至请求方系统，并结束流程；

⑤服务监控平台通过获取应用互联总线核心引擎中产生的交易日志数据，以分析报表的形式实时的展示在服务管理平台、服务发布平台和服务商店平台中，当应用互联总线核心引擎中出现异常交易时，服务监控平台通过邮件/短信/微信/电话语音进行异常告警。

附图说明

图1工业制造的应用互联架构模型

图2服务生命周期示意图

图3负载规则使用流程示意图

图4单次权重规则流程示意图

图5动态计算规则流程示意图

图6运算处理流程示意图

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

步骤1，建立工业制造的应用互联架构模型，通过基于应用服务总线消息流运行环境，开展应用互联总线核心引擎、服务管理平台、服务发布平台、服务商店平台和服务监控平台设计，如图1所示，其中应用服务总线消息流运行环境为用于支撑工业制造应用互联总线平台的消息中间件，提供消息流的驱动运行环境；应用互联总线核心引擎包括协议适配器和消息流模板，并提供安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制、日志记录和消息传输的功能，其中协议适配器包括REST适配器、WS适配器、AMQP适配器、RFC适配器、SMTP适配器和FTP适配器，支持的协议包括表现层状态转移协议REST、简单对象访问协议WS、高级消息队列协议AMQP、远程函数调用协议RFC、简单邮件传输协议SMTP和文件传输协议FTP；服务管理平台的功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理；服务发布平台的功能包括服务注册、服务发布和服务管理；服务商店平台的功能包括服务目录、服务订阅和服务试用；服务监控平台的功能包括服务交易统计、服务数量统计、服务质量分析、服务监控、平台监控和异常告警。

步骤2，构建服务管理平台，服务管理平台功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理，具体为：

(1)平台运维用于管理员维护工业制造应用互联总线平台，包括日志管理、系统注册和协议适配器注册，其中日志管理用于工业制造应用互联总线平台出现异常时，对日志记录进行分析，查找问题出现的原因，管理的日志包括系统日志、应用程序日志、安全日志和服务的交易日志；系统注册用于管理员注册相关应用系统，其实现包括以下步骤：①系统基础信息配置包括系统名称、系统简称、系统类别、系统部署区域和系统描述；②根据系统所属应用类别和部署区域生成唯一系统标识；③根据系统所支持的通讯协议，完成系统的出/入站协议配置；④根据应用需求实现对系统的安全认证，认证方式包括绑定MAC地址、IP黑白名单、物理端口绑定、数字签证和会话校验；⑤将系统基础信息、系统标识、系统的出/入站协议和系统的安全认证信息保存至数据库；协议适配器注册用于管理员将相关协议适配器按照协议适配器的参数要求进行注册；

(2)授权管理用于管理用户的登录权限和服务的请求权限；

(3)生命周期管理用于管理服务的生命周期状态和描述服务生命周期各阶段间的关系，

1)服务生命周期包括以下状态：

①创建中，其表示服务未完成创建，服务商店平台不显示该服务；

②待发布，其表示服务已完成创建，服务商店平台不显示该服务；

③已发布，其表示服务已完成创建，服务商店平台显示该服务，且该服务可被服务请求方订阅/请求；

④暂停，其表示服务被执行暂停操作，服务商店平台不显示该服务，且该服务不可被服务请求方订阅/请求；

⑤停用，其表示服务已被工业制造应用互联总线平台删除，服务商店平台不显示该服务，且该服务不可被服务请求方订阅/请求；

2)服务生命周期各阶段变化关系如图2所示，包括以下关系：

①当对服务申请发布且未审批时，服务生命周期从创建中变为待发布；

②当对服务申请发布审批未通过时，服务生命周期从待发布变为创建中；

③当对服务申请发布审批通过时，服务生命周期从待发布变为已发布；

④当对已发布服务执行暂停操作，服务生命周期从已发布变为暂停；

⑤当对暂停服务执行发布操作，服务生命周期从暂停变为已发布；

⑥当暂停服务重新申请发布但未审批时，服务生命周期从暂停变为待发布；

⑦当由暂停变为待发布的服务申请发布审批且未通过时，服务生命周期从待发布变为暂停；

⑧当对暂停服务执行停用操作，服务生命周期从暂停变为停用。

步骤3，构建服务发布平台，服务发布平台功能包括服务注册、服务管理和服务发布，具体为：

(1)服务注册用于服务提供方注册各类服务，包括以下步骤：

①选择服务提供方并完成服务基础信息配置，包括服务名称、服务类别、服务请求超时时间和服务描述；

②根据服务提供方和服务类别生成唯一服务标识；

③完成服务扩展配置，包括请求参数描述、响应参数描述、请求报文示例和响应报文示例；

④完成服务特殊设置，包括服务优先级、最大请求报文和每秒完成的最大交易次数TPS；

⑤根据服务提供方应用程序接口，配置服务提供方接口地址和请求方式，接口地址为服务提供方应用程序公开资源的访问路径信息；

⑥将服务基础信息、服务标识、服务扩展配置、服务特殊设置、服务提供方接口地址和请求方式保存至数据库；

(2)服务管理用于服务提供方管理所注册的服务，包括修改服务、删除服务、测试服务和发布服务；

(3)服务发布用于服务提供方对注册的服务进行发布申请，发布申请通过后的服务供服务请求方订阅/请求。

步骤4，构建服务商店平台，服务商店平台功能包括服务目录、服务订阅、服务试用，其中服务目录用于已发布的服务以目录的形式呈现在服务商店平台中，服务请求方在目录中检索和查看服务，并对服务进行试用和订阅；服务订阅用于服务请求方在服务商店平台中对未订阅的服务发起订阅申请；服务试用用于在服务商店平台中对已发布的服务进行在线调用。

步骤5，构建应用互联总线核心引擎，应用互联总线核心引擎功能包括安全认证、格式转换、协议转换、日志记录、路径选择、流量控制、消息传输和负载均衡，其中安全认证：用于根据应用需求实现对服务请求方系统的安全认证，认证方式包括绑定MAC地址、IP黑白名单、物理端口绑定、数字签证和会话校验；格式转换：用于服务请求方与服务提供方系统消息格式不一致时，应用互联总线核心引擎根据服务注册信息中服务请求方和服务提供方的报文格式，自主实现对消息的格式转换；协议转换：用于服务请求方与服务提供方系统通讯协议不一致时，应用互联总线核心引擎根据服务请求方和服务提供方相应的通讯协议，自主选择对应的协议适配器，实现消息在不同协议间的传输；日志记录：用于通过应用互联总线核心引擎中的日志组件，记录服务的每次交易行为，并为服务监控平台提供用于统计与分析的数据；路径选择：用于消息进入应用互联总线核心引擎后，自主选择服务提供方提供的接口地址，并将消息通过所选地址发送至服务提供方；流量控制：其实现过程为，首先设置服务的最大请求报文M和每秒完成的最大交易次数TPS，其次应用互联总线核心引擎根据服务请求方提出的请求，获得对应请求报文量M'和相应每秒完成的交易次数TPS'，若M＜M'或TPS＜TPS'，则应用互联总线核心引擎将错误信息发送至服务请求方；负载均衡：用于增强服务提供方接收服务请求时的并发处理能力，减轻单个接口地址的处理压力，其中服务请求表示服务请求方通过应用互联总线核心引擎请求服务提供方的服务；负载均衡操作步骤如图3所示，包括以下步骤：

①服务注册信息中启用负载功能；

②录入服务提供方接口地址；

③选择负载规则，在轮询规则、权重规则和动态计算规则中选择其一；

④当选择权重规则时，对每个接口地址设定相应的经验权重系数。

步骤6，设计负载规则，负载均衡功能中的负载规则包括轮询规则、权重规则和动态计算规则，具体为：

(1)轮询规则：①将每个服务对应的接口地址按录入顺序排列；②当服务请求方请求服务时，按请求顺序依次从服务对应的接口地址排列中取出并调用；

(2)权重规则：对每个接口地址设定相应的权重系数，当服务请求方请求服务时，通过计算规则获得有效权重系数，并结合若干有效权重系数集自适应迭代机制获得最大有效权重系数，其中有效权重系数集为β,β',β",...，随之获得其对应的接口地址；在任一单次轮询内，权重规则流程如图4所示，包括以下步骤：

①获得服务F₁的n个接口地址；

②接口地址集为对应的设定权重系数集为设定权重系数总和/>初始值为0的有效权重系数集为/>其中1≤i≤n，1≤m₁≤n，S_i为第i个接口地址，/>为第m₁个接口地址，S_n为第n个接口地址，α_i为第i个接口地址的设定权重系数，/>为第m₁个接口地址的设定权重系数，α_n为第n个接口地址的设定权重系数，β_i为第i个接口地址的有效权重系数，/>为第m₁个接口地址的有效权重系数，β_n为第n个接口地址的有效权重系数；

③当服务请求方请求服务F₁时，对接口地址集合S遍历，并将设定权重系数集与有效权重系数集对应元素依次相加，在遍历过程中若所选接口地址为S_i，则其相应有效权重系数为β'_i＝α_i+β_i，遍历完成后的接口地址对应有效权重系数集为β'＝{β'₁,β'₂,β'₃,...,β'_n}；

④通过有效权重系数集β'，获得最大有效权重系数β'_max；

⑤通过β'_max的值在β'中获得其对应的最大有效权重系数集其中1≤m₁＜m₂＜...＜m_n≤n；

⑥通过β'_m获得有效权重系数和其对应的接口地址/>

⑦通过将接口地址/>的有效权重系数由/>替换为/>

⑧当所有接口地址有效权重系数均为0时完成单次轮询，反之则等待下一次服务请求方请求服务F₁。

(3)动态计算规则：如图5所示，其实现过程为，首先，为服务F₂的每个接口地址设置初始经验权重系数η；然后，服务请求方请求服务F₂时使用权重规则获得对应接口地址；其次，当完成单次轮询后，获取服务F₂在日志中记录的历史请求信息，其包括单次轮询内的最小请求报文S_min、最小响应报文M_min和最大成功响应耗时T_max、单个接口地址对应的平均请求报文S_avg、平均响应报文M_avg，完整成功交易耗时均值T_avg和交易成功率R，并获得每个接口地址下次轮询的权重系数其中μ为修正因子(μ∈N^*)；此后，每当完成单次轮询后，通过日志中记录的历次信息获得每个接口地址下次轮询的权重系数；最后，当服务F₂的接口地址信息变更时，应用互联总线核心引擎停止当前动态计算规则。

步骤7，通过工业制造的应用互联架构模型建立工业制造应用互联总线平台的过程为：首先，使用消息中间件实现消息在多源异构信息系统间传输；然后，在消息流运行环境下对消息传输的功能进行抽象和封装，实现应用互联总线核心引擎的构建，并完成消息传输过程中的安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制和日志记录；其次，构建服务管理平台用于管理应用互联总线核心引擎，构建服务监控平台提供用于统计分析的图形化报表；最后，构建服务发布平台和服务商店平台，用于第三方系统使用。

步骤8，建立工业制造的应用互联架构模型工作流程，其包括建立工业制造应用互联总线平台和服务创建两个阶段流程；

(1)建立工业制造应用互联总线平台流程包括：

①选择消息流运行环境，具体包括IBM Integration Bus、IBM WebSphereMessage Broker、Oracle Service Bus、Oracle Enterprise Service Bus和Mule ESB；

②在消息流运行环境上完成应用互联总线核心引擎的开发，具体包括协议适配器、消息流模板，提供安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制和日记记录的组件；

③服务管理平台和服务监控平台开发，其中服务管理平台的功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理；服务监控平台的功能包括服务交易统计、服务数量统计、服务质量分析、服务监控、平台监控和异常告警；

④服务发布平台和服务商店平台开发，服务发布平台的功能包括服务注册、服务发布和服务管理；服务商店平台的功能包括服务目录、服务订阅和服务试用；

⑤完成工业制造应用互联总线平台的部署，部署方式包括公有云部署、私有云部署、社区云部署、混合云部署和本地部署，部署模式包括传统模式、虚拟化模式及容器部署模式；

⑥使用，在服务管理平台完成平台配置，在服务发布平台和服务商店平台完成服务的创建、发布、查看、订阅，最后通过应用互联总线核心引擎完成服务的消息传输。

(2)服务创建包括：

①在服务管理平台中实现对系统注册，以及协议适配器配置；

②登录发布平台，服务管理平台中定义的系统通过发布平台实现服务的注册、管理、发布。待发布审批任务在服务管理平台授权通过后，服务的生命周期状态改变为已发布，此时服务可被其它系统订阅；

③登录服务商店平台，发布平台授权通过的服务，以目录的形式呈现在服务商店平台，服务管理平台所定义的系统通过服务商店平台查看服务并进行试用和订阅。待订阅审批任务在服务管理平台授权通过后，服务管理平台所定义的系统可对服务进行请求；

④服务请求方通过应用互联总线核心引擎实现服务的请求，并通过应用互联总线核心引擎中的日志组件记录服务的每次交易行为，其中服务的请求过程为：首先，服务请求方将请求报文发送至应用互联总线核心引擎，所述请求报文经过格式检测、消息初始化、安全认证、流量控制和路径选择，完成请求报文的运算处理，然后，服务提供方接收运算处理后的请求报文，并将响应报文发送至应用互联总线核心引擎，应用互联总线核心引擎通过协议适配器将响应报文转换为服务请求方要求的报文格式并发送至服务请求方，完成服务的请求，其中请求报文的运算处理流程如图6所示，具体为：

a、应用互联总线核心引擎获得服务请求方发出的请求报文Q，并转至步骤b；

b、对请求报文Q进行格式检测，若检测通过则转至步骤c，反之则转至步骤g；

c、对请求报文Q进行消息初始化，将请求报文Q的报文格式转换为标准报文格式，并转至步骤d，其中初始化后的请求报文表示为Q'；

d、通过安全认证功能对请求报文Q'进行检测，若检测通过则转至步骤e，反之则转至步骤g；

e、通过流量控制功能对请求报文Q'进行检测，若检测通过则转至f，反之则转至步骤g；

f、通过路径选择功能将请求报文Q'发送至相应服务提供方，并结束流程；

g、生成提示信息，并将提示信息发送至请求方系统，并结束流程；

⑤服务监控平台通过获取应用互联总线核心引擎中产生的交易日志数据，以分析报表的形式实时的展示在服务管理平台、服务发布平台和服务商店平台中，当应用互联总线核心引擎中出现异常交易时，服务监控平台通过邮件/短信/微信/电话语音进行异常告警。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种工业制造的应用互联系统，其特征在于：通过基于应用服务总线消息流运行环境，开展应用互联总线核心引擎、服务管理平台、服务发布平台、服务商店平台和服务监控平台设计，其中应用服务总线消息流运行环境为用于支撑工业制造应用互联总线平台的消息中间件，提供消息流的驱动运行环境；应用互联总线核心引擎包括协议适配器和消息流模板，并提供安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制、日志记录和消息传输的功能；服务管理平台的功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理；服务发布平台的功能包括服务注册、服务发布和服务管理；服务商店平台的功能包括服务目录、服务订阅和服务试用；服务监控平台的功能包括服务交易统计、服务数量统计、服务质量分析、服务监控、平台监控和异常告警；

所述的应用互联总线核心引擎，其功能包括安全认证、格式转换、协议转换、日志记录、路径选择、流量控制、消息传输和负载均衡，其中安全认证：用于根据应用需求实现对服务请求方系统的安全认证，认证方式包括绑定MAC地址、IP黑白名单、物理端口绑定、数字签证和会话校验；格式转换：用于服务请求方与服务提供方系统消息格式不一致时，应用互联总线核心引擎根据服务注册信息中服务请求方和服务提供方的报文格式，自主实现对消息的格式转换；协议转换：用于服务请求方与服务提供方系统通讯协议不一致时，应用互联总线核心引擎根据服务请求方和服务提供方相应的通讯协议，自主选择对应的协议适配器，实现消息在不同协议间的传输；日志记录：用于通过应用互联总线核心引擎中的日志组件，记录服务的每次交易行为，并为服务监控平台提供用于统计与分析的数据；路径选择：用于消息进入应用互联总线核心引擎后，自主选择服务提供方提供的接口地址，并将消息通过所选地址发送至服务提供方；流量控制：其实现过程为，首先设置服务的最大请求报文M和每秒完成的最大交易次数TPS，其次应用互联总线核心引擎根据服务请求方提出的请求，获得对应请求报文量M'和相应每秒完成的交易次数TPS'，若M＜M'或TPS＜TPS'，则应用互联总线核心引擎将错误信息发送至服务请求方；负载均衡：用于增强服务提供方接收服务请求时的并发处理能力，减轻单个接口地址的处理压力，其中服务请求表示服务请求方通过应用互联总线核心引擎请求服务提供方的服务；

负载均衡，其支持的负载规则包括轮询规则、权重规则和动态计算规则，其中轮询规则为：将每个服务对应的接口地址按录入顺序排列，当服务请求方请求服务时，按请求顺序依次从服务对应的接口地址排列中取出并调用；权重规则为：对每个接口地址设定相应的权重系数，当服务请求方请求服务时，通过计算规则获得有效权重系数，并结合若干有效权重系数集自适应迭代机制获得最大有效权重系数，其中有效权重系数集为β,β',β",...，随之获得其对应的接口地址；

负载均衡，其支持的动态计算规则为：首先，为服务F₂的每个接口地址设置初始经验权重系数η；然后，服务请求方请求服务F₂时使用权重规则获得对应接口地址；其次，当完成单次轮询后，获取服务F₂在日志中记录的历史请求信息，其包括单次轮询内的最小请求报文S_min、最小响应报文M_min和最大成功响应耗时T_max、单个接口地址对应的平均请求报文S_avg、平均响应报文M_avg，完整成功交易耗时均值T_avg和交易成功率R，并获得每个接口地址下次轮询的权重系数其中μ为修正因子，μ∈N^*；此后，每当完成单次轮询后，通过日志中历次记录信息获得每个接口地址下次轮询的权重系数；最后，当服务F₂的接口地址信息变更时，应用互联总线核心引擎停止当前动态计算规则。

2.根据权利要求1所述的工业制造的应用互联系统，其特征在于：实现过程为：首先建立工业制造的应用互联架构模型，然后建立工业制造应用互联总线平台，最后完成工业制造的应用互联架构模型工作流程。

3.根据权利要求1所述的工业制造的应用互联系统，其特征在于：所述的服务管理平台，其功能包括平台运维、授权管理和生命周期管理，其中平台运维用于管理员维护工业制造应用互联总线平台，包括日志管理、系统注册和协议适配器注册，其中日志管理用于工业制造应用互联总线平台出现异常时，对日志记录进行分析，查找问题出现的原因，管理的日志包括系统日志、应用程序日志、安全日志和服务的交易日志，系统注册用于管理员注册相关应用系统，协议适配器注册用于管理员将相关协议适配器按照协议适配器的参数要求进行注册；授权管理用于管理用户的登录权限和服务的请求权限；生命周期管理用于管理服务的生命周期状态和描述服务生命周期各阶段间的关系。

4.根据权利要求1所述的工业制造的应用互联系统，其特征在于：所述的服务发布平台，其功能包括服务注册、服务管理和服务发布，其中服务注册用于服务提供方注册各类服务；服务管理用于服务提供方管理所注册的服务，包括修改服务、删除服务、测试服务和发布服务；服务发布用于服务提供方对注册的服务进行发布申请，发布申请通过后的服务供服务请求方订阅/请求。

5.根据权利要求1所述的工业制造的应用互联系统，其特征在于：所述的服务商店平台，其功能包括服务目录、服务订阅、服务试用，其中服务目录用于已发布的服务以目录的形式呈现在服务商店平台中，服务请求方在目录中检索和查看服务，并对服务进行试用和订阅；服务订阅用于服务请求方在服务商店平台中对未订阅的服务发起订阅申请；服务试用用于在服务商店平台中对已发布的服务进行在线调用。

6.根据权利要求1所述的工业制造的应用互联系统，其特征在于：通过工业制造的应用互联架构模型建立工业制造应用互联总线平台的过程为：首先，使用消息中间件实现消息在多源异构信息系统间传输；然后，在消息流运行环境下对消息传输的功能进行抽象和封装，实现应用互联总线核心引擎的构建，并完成消息传输过程中的安全认证、格式转换、协议转换、路径选择、负载均衡、流量控制和日志记录；其次，构建服务管理平台用于管理应用互联总线核心引擎，构建服务监控平台提供用于统计分析的图形化报表；最后，构建服务发布平台和服务商店平台，用于第三方系统使用。

7.根据权利要求1所述的工业制造的应用互联系统，其特征在于：其工作流程包括建立工业制造应用互联总线平台和服务创建两个阶段流程，其中建立工业制造应用互联总线平台流程：首先选择消息流运行环境，然后在消息流运行环境上完成应用互联总线核心引擎的开发，其次完成服务管理平台和服务监控平台开发，再次完成服务发布平台和服务商店平台开发，最后完成工业制造应用互联总线平台的部署；服务创建流程：首先，在服务管理平台中实现对系统注册，以及协议适配器配置；然后，登录服务发布平台，服务管理平台中定义的系统通过服务发布平台实现服务的注册、管理、发布；其次，登录服务商店平台，服务发布平台授权通过的服务，以目录的形式呈现在服务商店平台中；再次，服务请求方通过应用互联总线核心引擎实现服务的请求，并通过应用互联总线核心引擎中的日志组件记录服务的每次交易行为；最后，服务监控平台通过获取应用互联总线核心引擎中产生的交易日志数据，以分析报表的形式实时的展示在服务管理平台、服务发布平台和服务商店平台中，当应用互联总线核心引擎中出现异常交易时，服务监控平台通过邮件/短信/微信/电话语音进行异常告警。