一种面向航空应用协同设计的云平台及资源配置方法技术

本发明专利技术涉及一种面向航空应用协同设计的云平台及资源配置方法，该平台和方法在航空器分布式跨域高效协同设计验证中提供技术支撑和基础平台保障。该平台由3个模块组成：业务需求模块、资源映射模块和资源配置模块。该方法通过对业务需求定义、资源映射和资源配置3个过程实现；本发明专利技术具有资源按需透明使用，资源利用效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面向航空应用协同设计的云平台及资源配置方法，属于航空设计辅助

技术介绍
随着航空工业的快速发展，大型、复杂航空产品的设计开发已成当务之急，面向航空飞机的异地协同设计是航空飞机设计的理想手段，同时也是航空工业实现跨越式发展的必由之路。目前在中国航空工业的协同设计领域，协同设计平台主要围绕满足航空设计主机厂所与参研单位在飞机研制过程中的协同工作需要，对以设计数据的管理与交换为核心的协同管理工作提供支持，而对航空器设计过程中各类用户按需定制个性化设计环境、资源的按需透明使用等缺少支持。目前在协同设计中没有整合利用参研单位的知识和信息资源，没有将应用于航空器设计整个生命周期的工具和资源集成在一起；没有构建型号统一的数据中心，没有建立单一数据源和统一工程信息中枢，不能同步访问分布在异地的信息；没有对协同设计过程中产生的数据进行严格控制，不能保证数据的一致性、有效性、完整性、安全性和可追溯性。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种面向航空应用协同设计的云平台与资源配置方法，集成航空器设计整个生命周期的工具和资源；构建型号统一的数据中心，用户可以同步访问分布在异地的信息；对协同设计过程中产生的数据进行严格控制；提高了数据的一致性、有效性、完整性、安全性和可追溯性，有效支撑航空器分布式跨域高效协同设计验证，为未来飞机协同设计的跨越式发展提供技术支撑和基础平台保障。本专利技术的技术解决方案：一种面向航空应用协同设计的云平台，如图1所示包括：业务需求模块：清晰、友好并且无二义性的定义一个业务需求，将航空协同设计中的业务构建一个业务需求树，按照产品开发周期对业务需求树进行按层次划分，在不同的周期阶段再按照业务属性的不同继续进行划分，直到划分到不可再分的业务原子为止。构建业务需求树，用户有什么样的需求就可以从业务树上摘取，将用户选择的业务需求和子业务需求进行参数传递，提供给资源映射模块进行调用；资源映射模块：接收业务需求模块传递过来的业务需求叶子节点的信息，将这些业务需求叶子节点划分成资源节点的组合的形式，为这些资源节点做上标记，包括需要量化的资源、不需要量化的资源标记。由于航空协同设计业务人员并不能有效的估计出自己在工作过程中所需的计算资源，所以本模块基于以往航空协同设计业务数据建立可靠的数学模型来预测出不同业务对于计算资源需求的大小。然后，将映射的资源结果参数传递到资源配置模块进行配置；资源配置模块：资源配置模块包括软件和数据配置以及硬件资源配置，根据资源映射模块传递来的参数，为用户分配具有相应计算资源的虚拟机，并且利用第三方开源工具Murano将航空应用等第三方应用程序和数据资源配置进虚拟机，向用户提供一个满足软件需求、数据需求以及用户对硬件需求的虚拟主机，并以页面的方式推送给用户。统一的数据中心：利用OpenStack项目中的Swift存储模块构建统一的数据中心，通过标准公用服务接口API为其他模块提供数据资源。其中，为业务需求模块提供业务树进行选择；为资源映射模块提供硬件、软件和数据资源的参数信息；为资源配置模块提供统一的软件计算文件元数据。所述的资源映射模块实现过程如下：(1)初始化所有资源列表，分解资源需求和约束条件；(2)将相应的资源需求和约束条件绑定；(3)根据当前资源需求的第一条约束条件进行匹配查询；(4)根据下一条约束条件匹配查询，若匹配成功则返回对应的资源列表，继续进行步骤(4)操作，若匹配不成功则将资源列表释放，并将当前约束条件作为第一条匹配条件转到步骤(3)操作。当所有约束条件匹配成功后转到步骤(5)操作；(5)将匹配结果保存，并且转到下一条资源需求，进行步骤(2)操作；(6)所有资源需求的约束已匹配完成，保存结果，传递给资源配置模块。所述资源配置模块实现过程如下：(1)接收资源映射模块所得到的资源需求，包括软件和数据参数以及硬件资源参数；(2)软件和数据资源配置，包括：(2.1)将软件和数据参数传递给Murano工具；(2.2)Murano工具生成配置脚本传递给Nova模块进行配置；(3)硬件资源配置，包括：(3.1)将硬件资源参数传递给硬件资源预测工具；(3.2)硬件资源预测工具采用多元线性预测分析模型，进行多个自变量，包括CPU频率、内存读写速度、硬盘读写速度、软件应用程序大小、文件大小、对文件操作的参数以及操作系统占用的内存，与因变量，包括内存大小、硬盘大小、CPU核数的相关性分析，建立预测模型。在该模型中，X1,X2,…,X7为自变量，Y1,Y2,Y3为因变量，多元线性回归模型为：Y1Y2Y3=b10b20b30+b11b12b13b14b15b16b17b21b22b23b24b25b26b27b31b32b33b34b35b36b37·(X1X2X3X4X5X6X7)T]]>其中，b10,b20,b30是常数项，b11,b12,…,b37为回归系数。在本专利技术中，采用多元线性回归预测法来预测应当分配的计算资源，使计算结果更准确，提高了资源的利用效率，减少了不必要的硬件开销。(3.3)将硬件资源预测结果传递给Nova模块进行配置；(4)将创建的能满足软件、数据和硬件需求的虚拟机工作环境返回给用户。面向航空应用协同设计的云环境资源配置方法实现步骤如下：(1)将航空协同设计中的业务构建一个业务需求树，按照产品开发周期对业务需求树进行按层次划分，在不同的周期阶段再按照业务属性的不同继续进行划分，直到划分到不可再分的业务原子，用户在业务树上摘取业务与子业务列表，传递给资源映射模块调用；(2)建立业务—资源需求映射表，根据该映射表将用户选择的业务需求转化成相应的软件、数据、硬件资源需求的组合，针对每一个业务所对应的资源需求和约束，采用贪心法策略在资源列表中进行匹配，一步步寻找最优资源匹配方案，确定每个业务任务分配的计算资源，生成每个计算资源的软件、数据和硬件资源参数，将参数传递给资源配置模块调用；(3)将软件、数据配置参数传递给Murano工具生成软件配置与数据信息导入的脚本文件，传递给Nova模块；将硬件资源参数传递给硬件资源预测工具，利用多元线性预测分析模型将硬件资源参数如CPU频率、内存读写速度、磁盘读写速度、软件应用程序大小、文件大小、对文件的操作类型、操作系统占用的内存以及硬盘大小来确定虚拟机计算资源，生成虚拟机配置脚本文件，传递给Nova模块；(4)Nova模块根据传入的软件、数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向航空应用协同设计的云平台系统，其特征在于包括：业务需求模块：清晰、友好并且无二义性的定义一个业务需求，将航空协同设计中的业务构建一个业务需求树，按照产品开发周期对业务需求树进行按层次划分，在不同的周期阶段再按照业务属性的不同继续进行划分，直到划分到不可再分的业务原子为止；构建业务需求树，用户根据需求从业务树上摘取，将用户选择的业务需求和子业务需求进行参数传递，提供给资源映射模块进行调用；资源映射模块：接收业务需求模块传递过来的业务需求叶子节点的信息，将这些业务需求叶子节点划分成资源节点的组合的形式，为这些资源节点做上标记，包括需要量化的资源和不需要量化的资源；最后，将映射的资源结果参数传递到资源配置模块进行配置；资源配置模块：资源配置模块包括软件和数据配置以及硬件资源配置，根据资源映射模块传递来的参数，为用户分配具有相应计算资源的虚拟机，并且利用第三方开源工具Murano将航空应用等第三方应用程序和数据资源配置进虚拟机，向用户提供一个满足软件需求、数据需求以及用户对硬件需求的虚拟主机，并以页面的方式推送给用户。

【技术特征摘要】
1.一种面向航空应用协同设计的云平台系统，其特征在于包括：
业务需求模块：清晰、友好并且无二义性的定义一个业务需求，将航空协同设计中的业
务构建一个业务需求树，按照产品开发周期对业务需求树进行按层次划分，在不同的周期阶
段再按照业务属性的不同继续进行划分，直到划分到不可再分的业务原子为止；构建业务需
求树，用户根据需求从业务树上摘取，将用户选择的业务需求和子业务需求进行参数传递，
提供给资源映射模块进行调用；
资源映射模块：接收业务需求模块传递过来的业务需求叶子节点的信息，将这些业务需
求叶子节点划分成资源节点的组合的形式，为这些资源节点做上标记，包括需要量化的资源
和不需要量化的资源；最后，将映射的资源结果参数传递到资源配置模块进行配置；
资源配置模块：资源配置模块包括软件和数据配置以及硬件资源配置，根据资源映射模
块传递来的参数，为用户分配具有相应计算资源的虚拟机，并且利用第三方开源工具Murano
将航空应用等第三方应用程序和数据资源配置进虚拟机，向用户提供一个满足软件需求、数
据需求以及用户对硬件需求的虚拟主机，并以页面的方式推送给用户。
2.根据权利要求1所述的面向航空应用协同设计的云平台系统，其特征在于：所述的
资源映射模块实现过程如下：
(1)初始化所有资源列表，分解资源需求和约束条件；
(2)将相应的资源需求和约束条件绑定；
(3)根据当前资源需求的第一条约束条件进行匹配查询；
(4)根据下一条约束条件匹配查询，若匹配成功则返回对应的资源列表，继续进行步骤
(4)操作，若匹配不成功则将资源列表释放，并将当前约束条件作为第一条匹配条件转到
步骤(3)操作。当所有约束条件匹配成功后转到步骤(5)操作；
(5)将匹配结果保存，并且转到下一条资源需求，进行步骤(2)操作；
(6)所有资源需求的约束已匹配完成，保存结果，传递给资源配置模块。
3.根据权利要求1所述的面向航空应用协同设计的云平台系统，其特征在于：所述的
资源配置模块实现过程如下：
(1)接收资源映射模块所得到的资源需求，包括软件和数据参...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯海滨，王亮，刘娟，王哲敏，李文龙，
申请(专利权)人：金航数码科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11