基于设备集群的智能服务综合调度系统及调度方法技术方案

本发明专利技术涉及基于设备集群的智能服务综合调度系统及调度方法，包括：设备群组集、服务群组集、设备能力处理模块、综合智能调度模块四个模块。设备群组集存储各设备的语义数值；服务群组集存储各服务的语义数值；综合智能调度模块分别与设备群组集、服务群组集相连接并传输和查找关键字信息，返回并记录匹配结果；设备能力处理模块与其他模块相连并传输和发布实例信息，将实例信息中的设备和服务相关信息记录下来进行匹配。本发明专利技术使得服务请求在语义层面上聚集后，再进行服务匹配，从执行上提高了服务运行的效率，缩短了制造系统的自动化、智能化、信息化的建设时间，提高了制造系统集成的通用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业信息系统
，具体地说，是一种基基于设备集群的智能服务综合调度系统及调度方法。
技术介绍
智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及自动化化技术在工业生产过程中的应用等，通过已有应用程序，进行服务封装，从而以一种通用的方式对设备功能进行调用和交互，对于大规模工业集成系统应用具有促进作用。然而以服务接口方式开展工业设备调用和交互并不容易，在工业生产过程中，流程复杂，设备间交互频繁，随着工业生产过程的复杂性提高，多个工业设备往往需要在成组环境下协同工作，才能满足复杂产品的加工及应用要求。通过查找文献发现，JuhaPuttone等人在\Semantics-Based Composition of Factory Automation Processes Encapsulated by Web Services,IEEE Transactions on Industrial Informatics,2013,pp.2349-2359.中，针对工业生产过程管理需要，将工业自动化设备的调用封装为服务接口，并使用语义描述来确定服务的调用状态，这样的语义模型也可根据领域本体的更新动态更新，具有良好的适应性。此方法依靠服务调用接口来实现设备调用，但没有对服务请求加以组织和分析，在运行环境中效率较低，难以满足复杂生产过程的综合要求。中国专利文献CN：102402218公开了一种智能工业网络监控系统。该专利技术引入通用即插即用技术组建监控网络物理拓扑构架，利用层次分析法确定监控系统上下文层次结构、功能模块划分与数据依赖关系；系统功能服务采用基于进程间通信方法的系统服务函数调用机制与系统行为事件订阅机制。本专利技术能够动态响应工业监控网络的结构变化、实时性良好、通用性和自适应能力较高，但缺乏综合服务性能，没有充分实现工业服务系统智能化管理。综上所述，关于一种基于设备集群的智能服务综合调度系统及调度方法目前还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中设备服务接口技术的不足，提供一种基于设备集群的智能服务综合调度系统及调度方法。旨在建立服务使用者与服务提
供者之间提供中间数据访问及数据控制支持，在大量高实时性，高并发服务请求环境中，以基于服务群组的方式来处理高并发的车间设备及人员的服务请求，降低服务平均响应时间，提高服务效率，实现多设备间的智能交互。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种基于设备集群的智能服务综合调度系统，该系统主要包括四个模块：设备群组集、服务群组集、设备处理能力模块和综合智能调度模块，所述的设备群组集由多个设备群组构成，一个设备群组是包含一系列设备并存储各设备的语义数值；所述的服务群组集由多个服务群组构成，一个服务群组是包含一系列服务并存储各服务的语义数值；所述的综合智能调度模块作为语义描述基础，通过概念模型的形式分别与设备群组集及服务群组集相连接并传输关键字信息和查找信息，返回并记录匹配结果；所述的设备能力处理模块与设备群组集、服务群组集和综合智能调度模块三个模块相连接传输实例信息和访问接口，并将实例信息中的设备实体和服务相关信息记录下来进行匹配。所述的概念模型有两种组织形式，一种形式是在同一应用领域中涉及到的设备自动化功能的集合，称为设备群组自动化；另一种形式对应于上述应用领域中的概念所涉及到设备智能化服务的集合，称为设备群组智能化；所述的综合智能调度包括了领域本体中的功能概念类，从而连接了设备群组集和服务群组集，设备集群自动化是整个系统的基本功能，设备集群智能化是在自动化的基础上为设备群组提供服务群组。所述的设备能力处理模块主要包括设备数据访问引擎、设备数据实体、设备数据处理模块和设备服务群组分发器。所述的设备能力处理模块内设有服务匹配引擎用于分析及合并服务请求，并且进行匹配度计算，查找出匹配的设备群组，并作为结果提交返回给应用。本专利技术采取的又一技术方案是：一种基于设备集群的智能服务综合调度方法，所述的方法运行过程如下：外延系统通过中间件服务的应用调用服务接口发起的请求构成服务群组请求队列，设备数据处理模块识别请求的群组及需要响应的设备组，对设备组及设备业务数据进行处理，与此同时根据综合智能调度模块建立的设备业务实体与设备元数据的映射关系找到目标数据，并将目标数据通过设备数据访问引擎请求执行访问。设备数据访问引擎模块通过通讯接口将执行请求发送至设备群组，设备群组在执行完请求后，通过服务群组分发器反馈执行结果，服务群组得到结果并通过中间件服务推送消息至请求者。本专利技术优点在于：1、本专利技术系统从工业设备复杂性交互出发，针对通讯处理要求、从消息中间件服务中调用设备操作的服务出发，针对请求之间存在的相似性特点出发，构建了基于设备群组的智能服务综合调度系统模型。该模型将并发的相似请求构造成一个能满足所有外部需求的设备服务群组，采用综合调度方式实现设备数据及信息服务的匹配，实现设备之间及设备群组之间的信息通讯服务，可作为工业设备调用及应用信息调用的信息服务模型，为生产制造系统的高效交互提供了一种智能实现方案。2、本专利技术使得来自设备的多个服务请求在语义层面上聚集后，然后再进行综合匹配及调度。基于统一的服务接口标识作为综合调度参考，通过需求与服务两组对象的综合匹配，基于群组方式开展处理，支持高实时性，高并发服务请求的智能响应，从执行上提高了服务运行的效率，并与相关应用层与设备层之间的衔接，从而降低服务负载，提高了服务性能，提高了制造系统集成的通用性，增加了制造系统的智能化程度。3、本专利技术系统各个模块之间的交互联系使得整个控制系统能够融合服务请求，并进而应用到服务资源动态聚集中，提高信息服务调度的综合效率。【附图说明】附图1是本专利技术系统的模块结构示意图。附图2是本专利技术系统的各个模块实施流程示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术提供的具体实施方式作详细说明。如附图1所示为本专利技术一种基于设备集群的智能服务综合调度系统模块结构示意图，该系统主要包括四个模块：设备群组集、服务群组集、设备处理能力模块和综合智能调度模块。所述的设备群组集由n个设备群组构成，一个设备群组是包含一系列设备及其相关信息的设备集(DEV1、DEV2、……)。根据以信息为核心的服务构造，每一个设备群组可表述为服务标识、服务类别、语义标签、输入参数、输出参数等部分组成。它们彼此之间具有相关或相似的联系，可以表示为树形或者链表或者树与链表的结合。设备群组能够表达和组合不同生产设备之间及与生产材料的需求。所述的服务群组集由n个服务群组构成，一个服务群组是包含一系列服务
及其相关信息的成员服务(Sn1、Sn2、Sn3)。每一个服务可由输入参数、输出参数、和服务能力属三部分组成。所述的成员服务通过被独立地调用或者协作来实现某个特定需求群组的需求。成员服务被独立调用的服务群组称为聚合服务群组，由多个功能等效的成员服务组成，任何一个成员服务都能完成需求群组的需求。所述的综合智能调度模块用于存储所有的设备元数据表述。将本体用于描述设备具有原子性的数据项，作为设备对象数据映射的语义表述基础，构成综合智能调度模块。用于存储元数据的语义表述内容以及相关信息实体与服务的关系描述，作为后续设备业务对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于设备集群的智能服务综合调度系统，其特征在于，该系统主要包括四个模块：设备群组集、服务群组集、设备处理能力模块和综合智能调度模块，所述的设备群组集由多个设备群组构成，一个设备群组是包含一系列设备并存储各设备的语义数值；所述的服务群组集由多个服务群组构成，一个服务群组是包含一系列服务并存储各服务的语义数值；所述的综合智能调度模块作为语义描述基础，通过概念模型的形式分别与设备群组集及服务群组集相连接并传输关键字信息和查找信息，返回并记录匹配结果；所述的设备能力处理模块与设备群组集、服务群组集和综合智能调度模块三个模块相连接传输实例信息和访问接口，并将实例信息中的设备实体和服务相关信息记录下来进行匹配。

【技术特征摘要】
1.一种基于设备集群的智能服务综合调度系统，其特征在于，该系统主要包括四个模块：设备群组集、服务群组集、设备处理能力模块和综合智能调度模块，所述的设备群组集由多个设备群组构成，一个设备群组是包含一系列设备并存储各设备的语义数值；所述的服务群组集由多个服务群组构成，一个服务群组是包含一系列服务并存储各服务的语义数值；所述的综合智能调度模块作为语义描述基础，通过概念模型的形式分别与设备群组集及服务群组集相连接并传输关键字信息和查找信息，返回并记录匹配结果；所述的设备能力处理模块与设备群组集、服务群组集和综合智能调度模块三个模块相连接传输实例信息和访问接口，并将实例信息中的设备实体和服务相关信息记录下来进行匹配。2.根据权利要求1所述的基于设备集群的智能服务综合调度系统，其特征在于，所述的概念模型有两种组织形式，一种形式是在同一应用领域中涉及到的设备自动化功能的集合，称为设备群组自动化；另一种形式对应于上述应用领域中的概念所涉及到设备智能化服务的集合，称为设备群组智能化；所述的综合智能调度包括了领域本体中的功能概念类，从而连接了设备群组集和服务群组集，设备集群自动化是整个系...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡鸿明，步丰林，陈振洪，陈昊鹏，鲍升伟，
申请(专利权)人：苏州鸿然信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32