用于编制面向服务的自动化系统的服务的方法以及编制机技术方案

本发明专利技术涉及一种用于编制面向服务的自动化系统（ＳＯＡＳ）的服务的方法，其中系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）提供表示其功能的服务（Ｓ，ＷＳ）并且请求其它系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）的服务（Ｓ），其中通过借助于编制机（ＯＥ）对系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）的服务（Ｓ）进行编制来控制自动化系统（ＳＯＡＳ）的行为；以及本发明专利技术涉及一种用于编制面向服务的自动化系统的服务的编制机。为了实现对设备层上的服务进行编制，所规定的是：编制机（ＯＥ）使用适用于面向服务的自动化系统（ＳＯＡＳ）的高级Ｐｅｔｒｉ网，并且通过解释和实施不同的描述自动化系统（ＳＯＡＳ）和／或系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）的行为的ＨＬＰＮ模型来对设备层上的服务（Ｓ）进行编制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于编制(Orchestrierung)面向服务的自动化系统的服务的方 法，其中系统部件提供表示其功能的服务并且请求其它系统部件的服务，其中通过借助于 编制机对这些系统部件的服务进行编制来控制该自动化系统的行为；以及本专利技术涉及一种 用于编制面向服务的自动化系统的服务的编制机，该编制机包括系统部件，如智能机电部 件、控制部件和/或决策部件(DSC)，这些系统部件中的每个都提供表示其内部功能并且被 其它系统部件所请求的服务组。
技术介绍
在 F. Jammes、H. Smith 等人的论文“Orchestration of service-oriented manufacturing process”(IEEE，2005，卷1，第617至624页)中描述有一种用于编制面 向服务的自动化系统的方法以及一种编制机。面向服务的自动化系统的典型特征是以预 先给定的顺序组织和实施不同的过程，以便构成更高级别的复杂过程。这种模式在不同层 上重复，所述不同层即构成机器的现场设备的组合、构成工作单元和工作线的机器的组合、 构成制造系统和工厂的机器层过程的组合。一旦这些过程被组织为服务的完整经济系统 (eco-System)，则所期望的是，将与被分配给这些过程的原子服务的协调相联系的复杂度 封装到单个服务接口中。对与封闭的经济过程或制造过程相关的服务进行顺序和同步实施的实践在专业 术语中被称为编制。编制机实施为了编制原子服务所必需的应用逻辑，并且提供用于所组 合成的服务(过程)的高层接口。最近，Web服务的组合和编制获得特别的意义。在这种情形下，所追求的目标是 通过组合Web服务来构成复杂的可以应用在多个分层层次上的过程。为了提供灵活性，值得推荐的是使用描述所建模的系统的工作流程的Web服务编 制描述(基于模型的编制)。该编制描述可以由机器实时地来解释，其中所述机器实时地解 释工作流程，以便避免使用“ad-hoc (自组的)”、“Hard-coded(硬编码的)”实施方式。目前主要公知有两种用于编制Web服务的规范，更确切地说，一种是“Business Process Management Language (BPML ；业务流程管理语言)”，另一种是尤其用于表示制造 过程的 “Process Specification Language (PSL ；过程规范语言)，，。但是在对于业中常常应用"Business Process Execution Language for Web-Service (BPEL4WS ；用于Web服务的业务流程执行语言)”，其同样以名称WS-BPEL或 BPEL公知。但是当前可用的编制机的缺点是，这些编制机是针对企业层系统设计的。所述实 施方式在应用服务器上“居先”(“on Top”)运行，并且占用10MB范围内的存储区。但是 对于设备层上的服务协调而言，编制机必须运行在具有有限资源的嵌入式设备中。
技术实现思路
以此为出发点，本专利技术所基于的问题是，改进现有技术中的用于编制面向服务的 自动化系统的方法以及编制机，使得所述编制机为紧凑的并且可以运行在设备层上。根据本专利技术，该问题尤其是通过如下方法来解决所述编制机使用适用于面向服 务的系统的高级Petri网，并且通过解释和实施不同的描述该自动化系统和/或系统部件 的行为的HLPN模型来对设备层上的服务进行编制。面向服务的自动化系统涉及分布式的和可重新配置的自动化系统，该自动化系统 的行为通过编制服务来调节，该自动化系统具有提供服务的系统部件(例如制造部件、智 能决策部件以及控制设备)，这些系统部件提供其自动化功能作为服务并且这些服务被其 它部件请求。设备层上的服务编制通过计算单元(如被集成在微控制器中的编制机)来进行， 所述编制机使用一种适用于面向服务的系统的高级Petri网(HLPN)，所述编制机充当HLPN 解释器或者内置的能够自动运行的HLPN控制模块，以用于实施描述其行为的HLPN模型。为 此优选地规定所述编制机被集成在计算单元中，所述计算单元如系统部件(如机电部件 和/或逻辑控制部件)的微控制器，并且所述自动化系统的HLPN模型由所述编制机来解释 和实施。另外，该方法的特点在于，所述编制机被集成在下列层上的控制部件的计算单元 中设备层，如机器人的夹持器或运输系统的一部分；机器层，如设备组、尤其是机器人或 者完整的运输设备；和/或单元层，如构成完整的制造系统或装配系统的机器组，并且在所 述控制部件中实施该自动化系统的以前编译的HLPN模型。优选地通过XML进行对Petri网的描述，所述XML可以由该设备的控制机制来解 释或者在外部控制的情况下被编译并且接着被加载到该设备上。在解释或编译以后，所述Petri网描述被转换成优选地为矩阵形式的数据结构， 所述数据结构可以由用于控制服务和I/O层的程序来处理。优选地，所述描述同样包含哪些服务已经被提供/请求、在I/O处被读取/写入， 以及以前针对所述Petri网所做出的分析信息。此外，该问题通过一种编制机来解决，该编制机的特点在于，所述编制机被构造为 集成在设备层上的至少一个系统部件的计算单元中的HLPN机，所述HLPN机解释和实施所 述自动化系统的HLPN模型。本专利技术还涉及一种工业分布式控制领域并且定义有一种用于在基于面向服务的 自动化系统中在设备层上编制服务的编制机。所述编制机使用一种适用于面向服务的系统的高级Petri网(HLPN)，其中利用其 功能强大的数学基础这一优点来表现离散的、动态的、分布式的和基于事件的系统，在所述 系统中同时性和并行性、同步、资源共享、非同步的事件交换和互相抑制是重要的。优选地，编制机被实施在设备层上，尤其是被集成到控制装置或控制装置的计算 单元、如设备的微控制器中。所述编制机优选地被构造为模块化的，并且可以实施和解释不 同的Petri网模型，其中该设备的行为被描述。对于较简单的设备而言，该高级Petri网模 型由于硬件限制而可以优选地被直接集成到控制装置中。所述编制机可以被构造为能够在 系统部件的计算单元(如微控制器、PLC或IPC)中自动运行的用于实施所述自动化系统的5HLPN模型的HLPN控制模块。另外规定，控制系统包括逻辑控制部件和/或决策部件和/或 机电部件，这些部件通过通信网络彼此连接，其中所述编制机为了协调和聚合另外的部件 的服务而被嵌入在所述逻辑控制部件中，并且其中所述编制机知道所述自动化系统的HLPN 模型。如果设备含有一个以上的服务并且这些服务必须被编制，则该编制机可以被实施 在所述设备的控制装置中、即设备层上。另外，该实施方式的前提是，该设备包含相应的基 础设施，即数据处理单元、如微控制器。优选地，所述机电部件以及逻辑控制部件分别具有逻辑控制，所述逻辑控制被定 义为HLPN解释器，以便在设备层上编制服务。较简单的部件可以包括经过预编译的HLPN 网而不是HLPN解释器。可替代地，编制机也可以被实施在机器的控制装置中、即机器层上。在此，所述机 器包括多个设备，这些设备提供功能作为服务，而这些服务必须被编制。所述机器本身同样 必须含有数据处理单元(如微控制器、PLC或者IPC)形式的硬件基础设施。此外，所述编制机可以被实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于编制面向服务的自动化系统（ＳＯＡＳ）的服务的方法，其中系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）提供表示其功能的服务（Ｓ，ＷＳ）并且请求其它系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）的服务（Ｓ），其中通过借助于编制机（ＯＥ）对所述系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）的服务（Ｓ）进行编制来控制所述自动化系统（ＳＯＡＳ）的行为，其特征在于，所述编制机（ＯＥ）使用适用于面向服务的系统的高级Ｐｅｔｒｉ网，并且通过解释和实施不同的描述所述自动化系统（ＳＯＡＳ）和／或所述系统部件（ＳＭＣ，ＬＣＣ）的行为的ＨＬＰＮ模型来对设备层上的服务（Ｓ）进行编制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AW科洛姆博，JM门德斯，P莱陶，
申请(专利权)人：施奈德电气自动控制有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]