专利名称：基于soa的企业设备智能维护系统架构方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络软件开发技术，具体涉及企业信息化管理系统中的基于SOA的企 业设备智能维护系统架构方法及系统。
背景技术：
随着制造业企业规模越来越大，其设备的自动化程度越来越高，其大多数是将一 系列设备组成生产线进行规模化生产，如果生产线中的一个关键设备出现问题，则整条生 产线均将陷入停顿，因此，企业对于各种设备的合理管理、维护、调度的需要，越来越迫切。
现有技术中，传统的设备维护是一种基于被动的维修模式FAFO^iIandFix)，已经 不能满足保障设备正常、高效和安全运行的需求。
智能维护是一种新兴的设备维护概念，是一种基于主动的维护模式PAP(PrediCt and Prevent) 0它通过对设备性能的退化评估和预测，避免了传统维护方法的盲目性。要 实现智能维护不仅包括理论算法的研究，也包括合适的系统平台的搭建，针对智能维护系 统的研究近年来受到学术界和产业界越来越多的关注。
由于智能维护系统包括特征提取、监测诊断、评估预测、维护决策等各种功能，每 一种功能又有大量的方法可供选择，故分布式、松耦合、可柔性组合等特性对智能维护系统 有着重要意义。目前DCOM、CORBA等面向对象的组件技术已广泛地应用于分布式系统的开 发中。，然而这些方法存在重用性差、异构平台调用困难、互操作性差、紧耦合等诸多缺陷。
近年来，迅猛发展的面向服务架构(SOA)软件系统架构技术，为解决上述问题提 供了可行性，SOA毋庸置疑地已经成为企业新一代首选的、先进的、成熟的、标准的应用架 构，但是，就目前企业信息化管理软件行业而言，尚无见到有关将其用于企业设备智能化管 理系统方面的具体报道和实践。
Windows Communication Foundation简称WCF，是构建安全可靠的事务性服务的 统一框架。它是一种构建分布式面向服务系统的丰富的技术基础，它统一了消息风格和 RPC[Remote Procedure Call]风格，并且通过二进制和基于开放标准的通信达到了平台最 优化，将现有整套.NET分布式技术(如.NetRemoting、ASMX、WSE和MSMQ等)整合为一个 编程模型，通过稳定的结构、极大改进的功能性和互操作性以及良好的扩展性，全面改善了 编程模式。发明内容
本发明的目的之一，就是根据企业设备实时智能维护的实际需要，采用面向服务 的SOA架构，提供了一种高效的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，采用分布式、 松耦合、可柔性组合的系统架构，实现企业设备实时智能维护的各项功能；
本发明的目的还在于，提供一种实现上述方法的基于SOA的企业设备智能维护系 统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是
一种基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在于，其包括以下步骤
1)构建一数据层，其包括多数个数据库系统，该层用来存储和管理数据库及数据 文件，其中数据库分为知识数据库、方法数据库、波形数据库、管理数据库；
2)构建一基础业务服务层，该层中包含多数个细粒度的基础服务，该服务包括单 个服务或服务组件，并能全部整合发布到业务服务总线上；
3)构建一业务服务总线，根据设备智能维护系统的业务逻辑，整合基础业务服务 层上的各细粒度服务，形成了权限管理、数据访问、设备维护、文档报表四条业务总线；
4)构建一业务处理层，其包括系统管理服务模块，企业级设备维护服务模块及远 程维护代理模块；
5)构建一表现层，该层包括一 UI处理模块，该模块是管理固定化的UI逻辑，并根 据各种状态选择前端的用户界面视图；当用户登录，UI处理模块对用户信息进行验证，并 加载用户配置文件，通过用户配置文件决定该用户所能浏览和使用界面视6)采用.NET FrameWOrk3. 0平台中基于面向服务的分布式编程模型WCF进行系统 开发，分别实现SOA架构中各层、各模块，并进行整合，采用性能衰退分析和预测方法，对设 备进行实时的监测诊断和性能的退化评估，并作出相应维护决策，最后实现基于SOA的企 业设备智能维护系统整体架构。
所述的步骤1)中的知识和方法数据库为企业级设备维护提供规则和经验；波形 数据库用于存储实时波形、历史波形及分析结果；管理数据库存储用户信息、配置文件。
所述的步骤幻中的服务，包括数据库访问、权限验证、文档管理、特征提取、常用算法。
所述的步骤幻中的每个业务服务总线都包含了多个面向消费者的、独立于底层 组件的粗粒度业务服务，有利于实现独立于组件的业务，在需求更改时可以整合和调整服 务而不用修改底层组件。
所述的步骤4)中的企业级设备维护服务，通过调用企业局域网内部发布的各类 监测、诊断、评估、预测、决策及执行等服务完成相关的设备维护功能；远程维护代理则通过 服务注册中心查询广域网中远程维护中心所提供的各类设备维护服务，调用其中合适的完 成相关分析，并将分析结构返回给客户端。
一种实现前述方法的基于SOA的企业设备智能维护系统，其特征在于，其包括自 下而上相互连接的数据层、基础业务服务层、业务服务总线、业务处理层、表示层，其通过 SOA框架相互连接；其中所述的数据层包括多数个数据库及数据文件；所述的基础业务服 务层包括权限验证、数据库访问管理、特征提取、常用算法、文档管理模块；所述的业务服务 总线包括验证授权、数据访问、设备维护、文档管理四个模块；所述的业务处理层包括系统 管理服务、企业级设备维护服务、进程维护代理模块；所述的表示层包括监控中心、诊断中 心、维护中心模块，该层通过UI处理模块与上所述的业务处理层连接。
所述的基于SOA的企业设备智能维护系统，其特征在于，其中所述业务处理层的 企业级设备维护服务模块，包括如下子模块在线监测服务、离线分析服务、故障诊断服务、 性能评估服务、性能预测服务、维护计划服务、知识更新服务；系统管理服务模块包括用户 管理服务、设备管理服务两个子模块；远程维护代理模块包括信息整合服务、远程代理服务 两个子模块。
本发明提供的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，密切结合企业设备智 能维护需求，采用五层SOA架构体系，采用WCF模型开发，构建了功能可柔性组合、易于扩 展、互操作性强、便于部署的企业级信息化管理应用程序；其具体采用性能衰退分析和预测 方法，对设备进行实时的监测诊断和性能的退化评估，并作出相应维护决策，系统的满足了 企业设备智能管理的各种需要，为SOA架构的具体应用，提供了具体的实施案例。
本发明提供的基于SOA的企业设备智能维护系统，采用.NETFramework3. 0平台基 于面向服务的分布式编程模型WCF工具开发，对企业设备智能化管理需求的各项功能进行 了系统的实现，将SOA成功地应用到了实际项目中，经过实际运行，获得了较好的效果。与 传统的基于组件的分布式编程技术相比，该系统有着松耦合性、互操作性、可柔性组合、易 于扩展、异构平台资源共享等诸多优势，并可进一步集成和应用于企业协同管理等信息化 系统中，实现企业的全面信息化管理。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的系统结构示意图。
图2是图1中业务服务层结构示意图；具体实施方式
参见图1及图2，本实施例提供的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其 包括以下步骤
1)构建一数据层，其包括多数个数据库系统，该层用来存储和管理数据库及数据 文件，其中数据库分为知识数据库、方法数据库、波形数据库、管理数据库；
其中的知识和方法数据库为企业级设备维护提供规则和经验；波形数据库用于存 储实时波形、历史波形及分析结果；管理数据库存储用户信息、配置文件。
2)构建一基础业务服务层，该层中包含多数个细粒度的基础服务，该服务包括单 个服务或服务组件，并能全部整合发布到业务服务总线上；其中的服务，包括数据库访问、 权限验证、文档管理、特征提取、常用算法等。
3)构建一业务服务总线，根据设备智能维护系统的业务逻辑，整合基础业务服务 层上的各细粒度服务，形成了权限管理、数据访问、设备维护、文档报表四条业务总线；
其中的每个业务服务总线都包含了多个面向消费者的、独立于底层组件的粗粒度 业务服务，有利于实现独立于组件的业务，在需求更改时可以整合和调整服务而不用修改 底层组件。
4)构建一业务处理层，其包括系统管理服务模块，企业级设备维护服务模块及远 程维护代理模块；
其中的企业级设备维护服务，通过调用企业局域网内部发布的各类监测、诊断、评 估、预测、决策及执行等服务完成相关的设备维护功能；远程维护代理则通过服务注册中心 查询广域网中远程维护中心所提供的各类设备维护服务，调用其中合适的完成相关分析， 并将分析结构返回给客户端。
5)构建一表现层，该层包括一 UI处理模块，该模块是管理固定化的UI逻辑，并根据各种状态选择前端的用户界面视图；当用户登录，UI处理模块对用户信息进行验证，并 加载用户配置文件，通过用户配置文件决定该用户所能浏览和使用界面视6)采用.NET FrameWOrk3. 0平台中基于面向服务的分布式编程模型WCF进行系统 开发，分别实现SOA架构中各层、各模块，并进行整合，采用性能衰退分析和预测方法，对设 备进行实时的监测诊断和性能的退化评估，并作出相应维护决策，最后实现基于SOA的企 业设备智能维护系统整体架构。
本发明提供的一种实现前述方法的基于SOA的企业设备智能维护系统，其包括自 下而上相互连接的数据层、基础业务服务层、业务服务总线、业务处理层、表示层，其通过 SOA框架相互连接；其中所述的数据层包括多数个数据库及数据文件；所述的基础业务服 务层包括权限验证、数据库访问管理、特征提取、常用算法、文档管理模块；所述的业务服务 总线包括验证授权、数据访问、设备维护、文档管理四个模块；所述的业务处理层包括系统 管理服务、企业级设备维护服务、进程维护代理模块；所述的表示层包括监控中心、诊断中 心、维护中心模块，该层通过UI处理模块与上所述的业务处理层连接。
所述的基于SOA的企业设备智能维护系统，其特征在于，其中所述业务处理层的 企业级设备维护服务模块，包括如下子模块在线监测服务、离线分析服务、故障诊断服务、 性能评估服务、性能预测服务、维护计划服务、知识更新服务；系统管理服务模块包括用户 管理服务、设备管理服务两个子模块；远程维护代理模块包括信息整合服务、远程代理服务 两个子模块。
下面具体介绍基于.NET FrameWOrk3.0平台进行某企业CNC智能维护系统的开 发。该系统使用WCF编程模型，把各类不同的服务部署在网络上，由客户端按需要调用，完 成对CNC进行智能维护。整个系统体现了可柔性组合、易于扩展、松耦合等优点。下面以智 能维护系统的核心模块的性能退化评估子系统为例，具体阐述WCF服务的实现、发布及消费。
性能退化评估子系统是以基于SVDD (支持向量数据描述)方法的性能退化评估服 务为例。该方法通过训练正常数据以建立包络面，计算待评估数据与包络面的广义距离并 将其归一化作为性能退化评估指标。
(1)服务的实现与发布
由于SVDD算法相对复杂，这里使用matlab6. 5的COM组件技术把SVDD的性能退 化评估matlab算法包打包为动态连接库(dll)，应用WCF技术在服务器端将打包的dll包 装为服务，并用IIS承载的方式把服务端点发布到网上。
首先在工程中引用System. ServiceModel创建服务接口。该接口定义了退化评估 的各个方法，但并不实现。使用[Service. Contract]和[OperationContract]修饰接口和 接口中定义的方法，以表明该接口和方法要作为服务的合同发布。如下申明了接口 ISvdd 及它的两个方法Train和Assess (省略了具体参数)。
接口创建完毕后，需要再创建一个类来具体实现该接口。之后创建Web宿主，添加 对创建的SVDD工程的引用。
服务创建完毕后，通过web. config程序配置文件配置服务器端点，通过在IE中访 问服务的发布地址可以得到该服务的相关信息。
(2)服务的消费
由客户端按SVDD服务的发布地址添加对SVDD的服务引用，命名为SVDDProxy，此 时在客户端会自动从服务器端获取服务的端点信息，并生成一个app. config配置文件，然 后实现对服务的调用。
本发明提供的基于SOA的企业设备智能维护系统，其具有松耦合、可扩展、高度集 成、简单易用，可以广泛适用于各种企业设备智能管理系统的开发。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然 本发明以较佳实施例的图示方法描述，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术 人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，都可利用上述描述的方法及技术内容作出部分 的改变和调整，调整之后均为等同调整的案例描述，但凡是未脱离本发明技术的内容，依据 本发明的技术实质对以上描述案例所作的任何简单修改与调整，均仍属于本发明技术方案 的范围内。
权利要求
1.一种基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在于，其包括以下步骤1)构建一数据层，其包括多数个数据库系统，该层用来存储和管理数据库及数据文件， 其中数据库分为知识数据库、方法数据库、波形数据库、管理数据库；2)构建一基础业务服务层，该层中包含多数个细粒度的基础服务，该服务包括单个服 务或服务组件，并能全部整合发布到业务服务总线上；3)构建一业务服务总线，根据设备智能维护系统的业务逻辑，整合基础业务服务层上 的各细粒度服务，形成了权限管理、数据访问、设备维护、文档报表四条业务总线；4)构建一业务处理层，其包括系统管理服务模块，企业级设备维护服务模块及远程维 护代理模块；5)构建一表现层，该层包括一UI处理模块，该模块是管理固定化的UI逻辑，并根据各 种状态选择前端的用户界面视图；当用户登录，UI处理模块对用户信息进行验证，并加载 用户配置文件，通过用户配置文件决定该用户所能浏览和使用界面视图。
2.根据权利要求1所述的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在于，其 还包括以下步骤6)采用.NETFramework3. 0平台中基于面向服务的分布式编程模型WCF进行系统开 发，分别实现SOA架构中各层、各模块，并进行整合，采用性能衰退分析和预测方法，对设备 进行实时的监测诊断和性能的退化评估，并作出相应维护决策，最后实现基于SOA的企业 设备智能维护系统整体架构。
3.根据权利要求1或2所述的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在 于，所述的步骤1)中的知识和方法数据库为企业级设备维护提供规则和经验；波形数据库 用于存储实时波形、历史波形及分析结果；管理数据库存储用户信息、配置文件。
4.根据权利要求1或2所述的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在 于，所述的步骤2、中的服务，包括数据库访问、权限验证、文档管理、特征提取、常用算法。
5.根据权利要求1或2所述的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在 于，所述的步骤3)中的每个业务服务总线都包含了多个面向消费者的、独立于底层组件的 粗粒度业务服务，有利于实现独立于组件的业务，在需求更改时可以整合和调整服务而不 用修改底层组件。
6.根据权利要求1或2所述的基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在 于，所述的步骤4)中的企业级设备维护服务，通过调用企业局域网内部发布的各类监测、 诊断、评估、预测、决策及执行等服务完成相关的设备维护功能；远程维护代理则通过服务 注册中心查询广域网中远程维护中心所提供的各类设备维护服务，调用其中合适的完成相 关分析，并将分析结构返回给客户端。
7.一种实现权利要求1或2所述方法的基于SOA的企业设备智能维护系统，其特征 在于，其包括自下而上相互连接的数据层、基础业务服务层、业务服务总线、业务处理层、表 示层，其通过SOA框架相互连接；其中所述的数据层包括多数个数据库及数据文件；所述的 基础业务服务层包括权限验证、数据库访问管理、特征提取、常用算法、文档管理模块；所述 的业务服务总线包括验证授权、数据访问、设备维护、文档管理四个模块；所述的业务处理 层包括系统管理服务、企业级设备维护服务、进程维护代理模块；所述的表示层包括监控中 心、诊断中心、维护中心模块，该层通过UI处理模块与上所述的业务处理层连接。
8.根据权利要求7所述的基于SOA的企业设备智能维护系统，其特征在于，其中所述业 务处理层的企业级设备维护服务模块，包括如下子模块在线监测服务、离线分析服务、故 障诊断服务、性能评估服务、性能预测服务、维护计划服务、知识更新服务；系统管理服务模 块包括用户管理服务、设备管理服务两个子模块；远程维护代理模块包括信息整合服务、远 程代理服务两个子模块。
全文摘要
本发明提供了一种基于SOA的企业设备智能维护系统架构方法，其特征在于，其包括以下步骤1)构建一数据层，其包括多数个数据库系统；2)构建一基础业务服务层，该层中包含多数个细粒度的基础服务；3)构建一业务服务总线；4)构建一业务处理层，其包括系统管理服务模块，企业级设备维护服务模块及远程维护代理模块；5)构建一表现层，该层包括一UI处理模块，对用户信息进行验证，并加载用户配置文件。本发明还提供了实现上述方法的系统，其包括自下而上相互连接的数据层、基础业务服务层、业务服务总线、业务处理层、表示层，其通过SOA框架相互连接。本发明提供方法与系统，构建了松耦合、易于扩展、便于部署的企业级信息化管理应用程序。
文档编号G06Q10/00GK102033750SQ20101059725
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者孙明科 申请人:东莞市高鑫机电科技服务有限公司