軟件架構--工業軟件架構分析

• 1 工業軟件概述
• 2 工業軟件分類
• 3 工業軟件產業圖譜
• 4 需要解決的問題
• 5 國外工業軟件產業發展分析
• 6 發展趨勢
• 7 工業軟件架構介紹
• • 7.1 傳統與新型架構碰撞與共存
  • • 傳統架構
    • 新型架構
    • • 微服務介紹
      • 微服務在工業軟件應用的問題
    • 現狀：以傳統架構的工業軟件為主，未來并存
  • 7.2 三足鼎立同時彼此交匯融合
• 8 國內一些工業公司架構介紹
• 參考

1 工業軟件概述

工業軟件是工業技術和知識的程序化封裝加粗樣式，能夠定義工業產品，控制生產設備，優化制造和管理流程，變革生產方式，提升全要素生產率，是現代工業的“靈魂”。

2 工業軟件分類

3 工業軟件產業圖譜

4 需要解決的問題

5 國外工業軟件產業發展分析

6 發展趨勢

7 工業軟件架構介紹

7.1 傳統與新型架構碰撞與共存

傳統架構

傳統架構工業軟件基于單機或局域網本地部署，遵從 ISA95 的五層體系，軟件采用緊耦合單體化架構，軟件功能顆粒度較大同時功能綜合且強大。

新型架構

近幾年，工業互聯網發展迅猛。工業互聯網平臺上也出 現了一些諸如工業 APP 之類的新型工業軟件。新型架構工業軟件往往是基于 Web 或云端部署，從五層體系漸變為扁平化體系，松耦合多體化微服務架構，軟件功能顆粒度較小同時功能簡明或單一。

微服務介紹

目前部署在工業互聯網平臺上的工業 APP 或云架構軟件，目前普遍采用了微服務架構。微服務是一種已經在 IT 領域存在多年的系統架構，但是用在工業 APP 或云架構軟件中屬于新應用。微服務有很多好處，每個微服務功能相對獨 立，低耦合，易于實現系統功能的組件化和服務化，組件化 指獨立出來的組件可以單獨部署、維護和升級而不會影響到 其他組件，服務化指松耦合的以服務為中心的服務化架構。 組件化和服務化有利于提高軟件系統的易維護性和促進軟 件向云遷移。例如在云 CAD 軟件中，諸如服務注冊中心、應用服務器、調度服務器、建模服務器等可以用微服務實現 組件化和服務化。

微服務在工業軟件應用的問題

• 可能把經典架構下的簡單問題復雜化，提高了系統設計與開發的難度
  但是在工業 APP 和云化軟件的開發實踐中，不少工業軟件企業的架構師發現，微服務強調的功能獨 立、低耦合，也有可能把經典架構下的簡單問題復雜化，提高了系統設計與開發的難度：
  【一】是并不是所有的傳統架構軟件功能都能直接轉化為微服務。例如在 CAD 的云化過程中，諸如投影、裝配等算法可以用微服務，但是最基本的造型操作還不能用微服務；
  【二】是工業的業務過程是比較復雜的，例 如計劃排程、生產執行、質量檢驗、倉儲管理、物流執行、設備維護等這些服務沒辦法單獨部署和運行，許多模塊之間 存在雙向的集成和協同，這與微服務之間盡量解耦、單向依 賴是有沖突的。因此，一味地強調全部使用微服務，有可能 又會增加系統復雜度，讓服務調用關系變得錯綜復雜。有專 家稱“微服務架構是一把雙刃劍”。因此，在一個云架構軟 件中，哪些功能用微服務，哪些暫不使用，怎樣才能在用和 不用之間匹配出來最好的系統效率，是需要斟酌和平衡的問 題。

現狀：以傳統架構的工業軟件為主，未來并存

仔細考察當今的工業軟件市場，無論是傳統架構還是新型架構的工業軟件，都在扮演著極其重要的工業基礎和工業 賦能器的作用，都是現階段工業產品研發和生產不可或缺的 數字化生產要素。即使新型架構的軟件在不斷涌現，軟件上 云是一個大趨勢，但是從目前工業軟件的基本格局來看，現 在擔綱工業發展的工業軟件，還是以傳統架構的工業軟件為 主。未來會逐漸進入到兩種架構的工業軟件長期并存的時 期。至于是否所有的工業軟件全部進化到云端，要看具體的 應用場景、用戶的需求，以及算法、算力、微服務架構等相 關技術的演進程度。

7.2 三足鼎立同時彼此交匯融合

• 工業軟件歷史悠久，自成體系，在工業發展中處于“軟裝備”的地位，既是產品研發手段，也是產品中的“軟零件”，至關重要，不可或缺。工業軟件的可靠運行和良性發展，已經成為國家級的戰略問題。
• 嵌入式軟件包括嵌入式操作系統、嵌入式應用軟件、嵌入式支撐軟件。對嵌入式軟件的認識要從嵌入式系統談起。參考美國 CMP Books 出版的Embedded Systems Dictionary 的中譯本的定義：“嵌入式系統是一種計算機硬件和軟件的組合，也許還有機械裝置或其他部件，用于實現一個特定功能。”嵌入式系統往往是某個大系統或產品的一部分，例如汽車中的防抱死制動系統。每一個嵌入式系統至少有一個嵌入式微處理器（或微控制器）， 運行在嵌入式微處理器中的軟件就稱為嵌入式軟件，也稱為固件（Firmware）。嵌入式軟件特點是軟件硬件可裁剪，對功能可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求。如今嵌入式軟件已經無處不在。
• 工業互聯網平臺由邊緣層、IaaS 層、平臺層、應用層組成。工業互聯網平臺本身，以及運行在其上 的工業APP，是新型架構的軟件。因為工業互聯網已經被國 家確定為“新基建”的內容之一，預計未來 5-10 年，工業互聯網將會呈現爆發式的增長態勢。
• 工業軟件、工業互聯網平臺（含 APP）和嵌入式軟件共同服務于工業體系。鑒于此，如何正確描述、定位和區分上述三種軟件異同，明確各自邊界，實現合理分類，就顯得極為重要了。本白皮書給出了一個“三足鼎立”式的三種軟件的交集示意圖，如圖 2 所示。
  

8 國內一些工業公司架構介紹

• 安世亞太
  CAE軟件PERA SIM基于插件架構
• 北京世冠金洋科技發展有限公司
  裝備設計與體系仿真一體化平臺，特點是支持組件化架構技術，構建虛擬任務場景
• 金航數碼科技有限責任公司
  金航制造執行系統MES V6.0 基于微服務架構。
  基于模型驅動、低代碼開發、組件化、開放性的設計思想，采用云原生（微服務、容器云、DevOps 等）技術架構。
• 北京天拓智領科技有限公司
  天拓智領生產中控系統采用微服務架構，功能解耦，靈活組合，擴展性高。
• 用友網絡科技股份有限公司
  用友的 NC Cloud重構業務流程；采用云原生、中臺化、簡強架構的技術。
• 浪潮通用軟件有限公司
  浪潮PS Cloud由浪潮與歐洲知名開源ERP廠商Odoo合作研發，是Odoo在中國唯一的SaaS營銷平臺，采用云原生、容器化、分布式、微服務全新架構
• 北京拓盛智聯技術有限公司
  web 端徹底前后端分離；服務端使用 SpringCloud 技術棧實現微服務架構；
• 唐山報春電子商務股份有限公司
  報春電商“云上鋼鐵”鋼鐵云電商平臺使用MVC三層架構設計。
• 北京索為系統技術股份有限公司
  仿真試驗數據分析軟件，該軟件系統基于客戶端/服務器模式實現，具備 C\S+B\S 兩種架構。

參考

1、中國工業技術軟件化產業聯盟
2、《中國工業軟件產業白皮書 （ 2020）》
3、 《中國工業軟件產業白皮書（2020）解讀》
4、中國工業軟件–中國工業軟件產業白皮書 （ 2020）＜筆記＞

總結

以上是生活随笔為你收集整理的软件架构--工业软件架构分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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