工業(yè)微服務(wù)實現(xiàn)工業(yè)APP高效開發(fā)和運行

工業(yè)微服務(wù)架構(gòu)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的知識轉(zhuǎn)化和復(fù)用提供了最佳技術(shù)手段，算法、模型、知識等模塊化組件能夠以“搭積木”的方式被調(diào)用和編排，實現(xiàn)低門檻、高效率的工業(yè)App開發(fā)。

微服務(wù)最早由Martin Fowler與James Lewis于2014年共同提出，微服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格是一種使用一套小服務(wù)來開發(fā)單個應(yīng)用的方式途徑，每個服務(wù)運行在自己的進程中，并使用輕量級機制通信，通常是HTTP API，這些服務(wù)基于業(yè)務(wù)能力構(gòu)建，并能夠通過自動化部署機制來獨立部署，這些服務(wù)使用不同的編程語言實現(xiàn)，以及不同數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，并保持最低限度的集中式管理。

一什么是工業(yè)微服務(wù)

工業(yè)微服務(wù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的載體，是以單一功能組件為基礎(chǔ)，通過模塊化組合方式實現(xiàn)“松耦合”應(yīng)用開發(fā)的軟件架構(gòu)。一個微服務(wù)就是一個面向單一功能、能夠獨立部署的小型應(yīng)用，將多個不同功能、相互隔離的微服務(wù)按需組合在一起并通過API集實現(xiàn)相互通信，就構(gòu)成了一個功能完整的大型應(yīng)用系統(tǒng)。以產(chǎn)品生產(chǎn)為例，就可將其拆解為供應(yīng)鏈管理、設(shè)備運行狀態(tài)可視化、生產(chǎn)排程、產(chǎn)線數(shù)據(jù)分析、操作記錄等多個微服務(wù)功能模塊。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，由于工業(yè)知識繁雜、工業(yè)應(yīng)用復(fù)雜程度高等問題，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，使用微服務(wù)架構(gòu)將成為開發(fā)工業(yè)APP的主流方式。國外主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，如西門子的Mindsphere、施耐德Eco Struxure等，都通過云平臺支持工業(yè)微服務(wù)組件的開發(fā)、部署和管理，從而達(dá)到簡化工業(yè)APP開發(fā)的目的。

二工業(yè)微服務(wù)架構(gòu)和傳統(tǒng)開發(fā)模式區(qū)別

先來看看傳統(tǒng)的web開發(fā)方式，一般被稱為Monolithic（單體式開發(fā)）。所有的功能打包在一個 WAR包里，基本沒有外部依賴（除了容器），部署在一個JEE容器（Tomcat，JBoss，WebLogic）里，包含了 DO/DAO，Service，UI等所有邏輯。

單體架構(gòu)（Monolithic）優(yōu)缺點

微服務(wù)架構(gòu)與單體架構(gòu)相比較，微服務(wù)架構(gòu)恰恰彌補了單體架構(gòu)的不足，通過有效的拆分應(yīng)用，實現(xiàn)敏捷開發(fā)和部署：

1、由多個獨立的微服務(wù)共同組成系統(tǒng)

2、微服務(wù)單獨部署，運行在自己的進程中

3、每個微服務(wù)為獨立的業(yè)務(wù)開發(fā)

4、分布式管理

5、非常強調(diào)隔離性

關(guān)于微服務(wù)的一個形象表達(dá)：

X軸：運行多個負(fù)載均衡器之后的運行實例

Y軸：將應(yīng)用進一步分解為微服務(wù)（分庫）

Z軸：大數(shù)據(jù)量時，將服務(wù)分區(qū)（分表）

三工業(yè)微服務(wù)架構(gòu)的特點

之所以主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺都將微服務(wù)架構(gòu)作為開發(fā)工業(yè)APP的主流方式，是因為微服務(wù)架構(gòu)與傳統(tǒng)的架構(gòu)相比，具備兩個顯著特點：

1、工業(yè)微服務(wù)開發(fā)和維護具有高度靈活性

每個微服務(wù)可以由不同團隊運用不同語言和工具進行開發(fā)和維護，任何修改、升級都不會對應(yīng)用的其他部分功能產(chǎn)生影響；而傳統(tǒng)的統(tǒng)一整體式框架下對軟件的任何修改都有可能對整個應(yīng)用產(chǎn)生意料之外的影響。

2、工業(yè)微服務(wù)運行去中心化分布式執(zhí)行

不同微服務(wù)能夠分布式并行執(zhí)行，應(yīng)用資源占用率相對較小，且微服務(wù)間的數(shù)據(jù)和資源相互物理隔離，單個服務(wù)的故障只會導(dǎo)致單個功能的受損而不會造成整個應(yīng)用的崩潰。

四微服務(wù)支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺顛覆創(chuàng)新

1、工業(yè)微服務(wù)顛覆傳統(tǒng)工業(yè)軟件研發(fā)方式

在企業(yè)里，CAD、CAE、DCS、MES、ERP、SCM等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用軟件往往是面向基礎(chǔ)的流程或服務(wù)進行設(shè)計和研發(fā)，并在部署階段根據(jù)用戶實際情況進行調(diào)整，整個軟件研發(fā)的成本投入較大、研發(fā)周期較長，且不能靈活地響應(yīng)用戶個性化需求。而在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中，則可采用工業(yè)微服務(wù)的方式將上述軟件拆解成獨立的功能模塊，實現(xiàn)對原有生產(chǎn)體系的解構(gòu)，隨后在平臺中構(gòu)建起富含各類功能與服務(wù)的微服務(wù)組件池，并按照實際需求來調(diào)用相應(yīng)的微服務(wù)組件，進行高效率和個性化的面向用戶的工業(yè)App研發(fā)，整個軟件研發(fā)的技術(shù)門檻和投入成本大大降低。原來需要專業(yè)團隊和雄厚資金支持的精英化軟件研發(fā)開始向大眾化研發(fā)轉(zhuǎn)變。

2、工業(yè)微服務(wù)打破工業(yè)知識封閉傳承體系

過去，工業(yè)領(lǐng)域中很多經(jīng)驗知識都停留在老師傅、老專家的腦子里，由于個人精力和地域空間的限制，這些經(jīng)驗知識通常只能在很小的范圍里發(fā)揮作用，而且還存在易出錯、易流失、難推廣、難傳承等問題。如今，當(dāng)這些老師傅、老專家將自己的經(jīng)驗知識用軟件代碼的方式固化下來，轉(zhuǎn)化為平臺中的工業(yè)微服務(wù)之后，由于平臺所具備的積累沉淀和開放共享特性，這些經(jīng)驗知識就變成了整個企業(yè)、整個行業(yè)的寶貴財富，能夠被更多的人分享學(xué)習(xí)和使用，創(chuàng)造出更多的價值。同時，新的專業(yè)技術(shù)人員還能夠在充分消化吸收原有知識的基礎(chǔ)上實現(xiàn)進一步提升和創(chuàng)新，推動整個工業(yè)知識體系的傳遞延續(xù)和迭代更新。

3、工業(yè)微服務(wù)創(chuàng)造全新平臺開放價值生態(tài)

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中微服務(wù)組件池的構(gòu)建和行業(yè)經(jīng)驗知識的持續(xù)積累，整個平臺既能夠為廣大第三方開發(fā)者提供眾多低門檻、易操作、高效率的開發(fā)支持手段，形成以工業(yè)App開發(fā)為核心的平臺創(chuàng)新生態(tài)，也能夠為制造業(yè)用戶提供以工業(yè)微服務(wù)為基礎(chǔ)的定制化、高可靠、可擴展工業(yè)App或解決方案，形成以價值挖掘提升為核心的平臺應(yīng)用生態(tài)。最終，構(gòu)建出以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為橋梁、以工業(yè)微服務(wù)為載體的相互促進、雙向迭代生態(tài)體系。

五工業(yè)微服務(wù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的作用

工業(yè)微服務(wù)實現(xiàn)機理模型算法的模塊化、軟件化，支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中的工業(yè)App開發(fā)運行。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中，工業(yè)微服務(wù)正發(fā)揮著承上啟下的關(guān)鍵作用。

1、獨立調(diào)試、運行和升級，提升易用性和可維護性

基于不同行業(yè)、不同領(lǐng)域經(jīng)驗知識所提煉出來的各類原始機理算法模型通常缺少對外調(diào)用的接口，也往往難以進行獨立的調(diào)試、運行和升級，需要用工業(yè)微服務(wù)的方式將這些機理算法模型集成起來，封裝成可獨立調(diào)試運行的單一功能或服務(wù)模塊，提升易用性和可維護性。

2、滿足工業(yè)APP快速運維、持續(xù)迭代和個性化定制的需要

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中基于工業(yè)微服務(wù)模塊進行工業(yè)App開發(fā)，既能夠借助工業(yè)微服務(wù)并行開發(fā)、分布運行的特點，有效發(fā)揮平臺海量開發(fā)者接入、資源彈性配置、云化部署運行等優(yōu)勢，又能夠利用工業(yè)微服務(wù)獨立隔離、靈活調(diào)用的特點，克服工業(yè)App所面臨的快速運維、持續(xù)迭代、個性化定制等問題。

3、無需專業(yè)知識，平臺調(diào)用工業(yè)微服務(wù)開發(fā)工業(yè)APP

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的核心目標(biāo)是通過行業(yè)經(jīng)驗知識的積累沉淀和復(fù)用推廣來帶動產(chǎn)業(yè)整體水平的提升，并打造繁榮創(chuàng)新的開放價值生態(tài)。而工業(yè)微服務(wù)能夠?qū)I(yè)知識和IT技術(shù)融合起來，變成不需要關(guān)心實現(xiàn)細(xì)節(jié)的“黑盒”，開發(fā)者甚至不需要任何專業(yè)知識，就可通過調(diào)用平臺中各類工業(yè)微服務(wù)的方式開發(fā)出解決行業(yè)問題的工業(yè)App。

4、工業(yè)微服務(wù)具有通用化共享能力，便于復(fù)制和應(yīng)用推廣

在此基礎(chǔ)上，平臺將原來處于企業(yè)內(nèi)部的封閉性專業(yè)能力轉(zhuǎn)化為面向行業(yè)和社會的通用化共享能力，實現(xiàn)在工業(yè)微服務(wù)能力復(fù)制和應(yīng)用推廣，從而成為服務(wù)行業(yè)、服務(wù)區(qū)域的發(fā)動機和助推器。

六結(jié)語

工業(yè)微服務(wù)本質(zhì)是經(jīng)驗知識的軟件化和工具化，借助專業(yè)化的工具打造通用化的平臺。工業(yè)微服務(wù)架構(gòu)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的知識轉(zhuǎn)化和復(fù)用提供了最佳技術(shù)手段，算法、模型、知識等模塊化組件能夠以“搭積木”的方式被調(diào)用和編排，實現(xiàn)低門檻、高效率的工業(yè)App開發(fā)，驅(qū)動了工業(yè)軟件開發(fā)方式的變革，促進了平臺創(chuàng)新生態(tài)的形成，工業(yè)微服務(wù)能力構(gòu)建已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的首要任務(wù)。