基于成渝地區(qū)科技資源服務(wù)云平臺(tái)的產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)策略與技術(shù)

張根萊　趙秀粉　謝正旺　林師鋒

摘要：本文介紹了產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的基本模式與原理，分析了企業(yè)間協(xié)同開發(fā)的現(xiàn)狀，提出了企業(yè)現(xiàn)行協(xié)同開發(fā)模式的弊端;針對(duì)成渝地區(qū)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景，研究了科技資源服務(wù)云平臺(tái)的需求及其運(yùn)營模式;根據(jù)需求與模式分析提出了科技資源服務(wù)云平臺(tái)的必要組成部分與重要功能;研究了基于云計(jì)算的科技資源服務(wù)云平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方案，提出了一種7層云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)，并將基于云平臺(tái)的協(xié)同開發(fā)與傳統(tǒng)的協(xié)同開發(fā)進(jìn)行了對(duì)比。

關(guān)鍵詞：成渝地區(qū);科技資源;服務(wù)云平臺(tái);協(xié)同開發(fā)

中圖分類號(hào)：TH166 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）05-0143-04

0 引言

如今科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，科技產(chǎn)品換代周期有逐漸縮減趨勢(shì)，為了縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品競爭力，企業(yè)廣泛采用協(xié)同開發(fā)的模式與其他企業(yè)進(jìn)行合作，共同研發(fā)新產(chǎn)品與技術(shù)，從而快速占領(lǐng)早期市場(chǎng)，穩(wěn)固商業(yè)地位。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，相關(guān)合作成果數(shù)量呈指數(shù)型增長，借助信息技術(shù)，企業(yè)之間協(xié)同開發(fā)的模式將會(huì)更加高效、柔性與便捷。

1 企業(yè)間的協(xié)同開發(fā)模式

1.1 企業(yè)間協(xié)同開發(fā)模式簡介

企業(yè)間產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)[1]是指為了完成一個(gè)共同的開發(fā)目標(biāo)，多個(gè)開發(fā)人員和管理人員在開發(fā)時(shí)間和企業(yè)資源的約束下，通過交互、通信、協(xié)作和談判，共同完成一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)，它旨在以協(xié)同為手段來改善產(chǎn)品開發(fā)水平。

企業(yè)之間的產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)主要具有以下特點(diǎn)[1]：

（1）多主體性：產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的人員（包括開發(fā)人員和管理人員）參與，并且各自具有專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和一定的問題解決能力。

（2）協(xié)同性：具有一種協(xié)調(diào)各個(gè)參與者完成共同開發(fā)目標(biāo)的機(jī)制，這一機(jī)制包括確立各參與者之間的通信協(xié)議、通信結(jié)構(gòu)、沖突檢測(cè)方法和仲裁機(jī)制。

（3）共同性：多個(gè)參與者要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是共同的，他們所在的開發(fā)環(huán)境和上、下游的信息也是一致的。

（4）靈活性：參與者數(shù)目可以動(dòng)態(tài)地增加或減少，協(xié)同開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)也是靈活可變的。

近年來國內(nèi)外學(xué)者對(duì)企業(yè)間產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的研究主要集中在以下幾點(diǎn)[1]：

（1）信息集成和知識(shí)共享：產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)是由多個(gè)設(shè)計(jì)者共同參與完成一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)的過程，各參與者間的信息集成和知識(shí)共享是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

（2）沖突檢測(cè)和解決：產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)過程中，各個(gè)產(chǎn)品開發(fā)成員在各自的局部目標(biāo)和利益等方面不可避免地存在沖突，它是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程中的一個(gè)本質(zhì)現(xiàn)象，故沖突的檢測(cè)和解決很重要。

（3）協(xié)同開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)：目前，協(xié)同設(shè)計(jì)一般是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持下進(jìn)行的，各個(gè)參與者間合理和有效通信的體系結(jié)構(gòu)是解決產(chǎn)品開發(fā)過程中信息和知識(shí)共享以及交換的關(guān)鍵。

（4）協(xié)同開發(fā)的管理技術(shù)：產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)方式的目的是使處在不同地點(diǎn)、從事不同任務(wù)的產(chǎn)品開發(fā)人員、管理人員甚至客戶都能以合理的方式參加到產(chǎn)品開發(fā)工作中去。故產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)過程的管理技術(shù)同樣十分重要。

1.2 企業(yè)間協(xié)同開發(fā)現(xiàn)狀分析

從各個(gè)企業(yè)單獨(dú)完成產(chǎn)品的開發(fā)，到企業(yè)之間協(xié)同完成新產(chǎn)品的開發(fā)，是產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程中具有里程碑意義的重大策略改變，不僅實(shí)現(xiàn)了不同企業(yè)的間的專業(yè)交叉、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，還縮短了產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期，提升了產(chǎn)品質(zhì)量與使用性能，造福了消費(fèi)者的同時(shí)降低了企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營成本。現(xiàn)在的企業(yè)間協(xié)同開發(fā)，主要是依賴企業(yè)項(xiàng)目部在大量相關(guān)企業(yè)中尋找合作機(jī)會(huì)，隨后進(jìn)行商務(wù)洽談，最后簽署合同，如圖1。

從理論層面分析，合作過程并不復(fù)雜，但是基于我國社會(huì)關(guān)系的復(fù)雜性以及根深蒂固的人情觀念，在實(shí)際執(zhí)行過程中，協(xié)同開發(fā)的合作成功率很低，這樣便造成目標(biāo)的重新尋找與談判的重新進(jìn)行;這些進(jìn)程往往會(huì)花費(fèi)很大的人力、物力與時(shí)間，增加了產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的成本，加長了產(chǎn)品開發(fā)的周期，不利于企業(yè)也不利于消費(fèi)者。目前的企業(yè)協(xié)同開發(fā)合作的進(jìn)程絕大多數(shù)取決于項(xiàng)目部或其他相關(guān)部門的談判人員的能力強(qiáng)弱。在目前企業(yè)間協(xié)同開發(fā)合作的模式中，一個(gè)具有強(qiáng)大談判能力的項(xiàng)目部比優(yōu)秀的協(xié)同開發(fā)策略與技術(shù)對(duì)于具有增長型需求的企業(yè)更為重要，如圖2所示。

2 成渝地區(qū)科技資源服務(wù)云平臺(tái)的需求分析

2.1 成渝地區(qū)企業(yè)協(xié)同開發(fā)合作發(fā)展背景

成渝地區(qū)相比起沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，具有科技服務(wù)業(yè)資源分散、異構(gòu)分布協(xié)同差、綜合服務(wù)能力與效率低下、市場(chǎng)化程度低等劣勢(shì)。共建共享共用的跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨平臺(tái)的科技資源服務(wù)協(xié)同協(xié)作平臺(tái)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)科技服務(wù)資源的集成與互聯(lián)互通，提升跨區(qū)域、跨領(lǐng)域的協(xié)同科技服務(wù)能力，從而壯大成渝城市群的裝備制造產(chǎn)業(yè)集群，培育新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)集群，助推成渝城市群的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 企業(yè)在科技資源服務(wù)云平臺(tái)支持下的需求模式的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的企業(yè)運(yùn)營模式是根據(jù)原材料的多少、工廠產(chǎn)能的大小來確定產(chǎn)品的輸出量。這種推式需求生產(chǎn)模式未能有效的利用市場(chǎng)的反饋信息，容易造成滯銷等不良后果，企業(yè)往往不能獲取市場(chǎng)的實(shí)時(shí)需求信息，故很難按照市場(chǎng)需求來生產(chǎn)產(chǎn)品。但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，可以利用科技資源服務(wù)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)拉式需求模式，即按需供應(yīng)[2]的模式。拉式需求模式的優(yōu)勢(shì)十分明顯，首先，可以對(duì)科技資源服務(wù)云平臺(tái)進(jìn)行按需組織和管理：科技資源服務(wù)云平臺(tái)通過匯聚各類分布式的資源和服務(wù)，對(duì)海量的云服務(wù)進(jìn)行集中的面向用戶需求的組織和管理，促進(jìn)科技資源服務(wù)云平臺(tái)中海量云服務(wù)的按需有序化;其次用戶端企業(yè)可以有效地在科技資源服務(wù)云平臺(tái)上按需獲取和使用相關(guān)資源：科技資源服務(wù)云平臺(tái)用戶根據(jù)自身的需求動(dòng)態(tài)地獲取和使用科技資源服務(wù)云平臺(tái)封裝、組合、設(shè)計(jì)或研發(fā)的服務(wù)，使用完畢后釋放服務(wù)并支付相應(yīng)的費(fèi)用，而不需占有執(zhí)行服務(wù)的實(shí)際資源，不需關(guān)注服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。借助于拉式需求模式的科技資源服務(wù)云平臺(tái)，企業(yè)間可以進(jìn)行更加高效的協(xié)同開發(fā)，進(jìn)一步降低成本、加強(qiáng)競爭力。

2.3 科技資源服務(wù)云平臺(tái)的必要組成部分與重要功能

針對(duì)成渝地區(qū)的科技資源服務(wù)云平臺(tái)，有以下幾個(gè)必要的組成部分：

（1）資源引擎：成渝地區(qū)科技服務(wù)產(chǎn)業(yè)資源十分分散，異構(gòu)分布協(xié)同差，企業(yè)在尋求協(xié)同合作時(shí)有如大海撈針，因此需要建立起一個(gè)強(qiáng)大的資源引擎，方便用戶端企業(yè)快捷地找到理想的相關(guān)科技資源，同時(shí)縮短企業(yè)之間商業(yè)對(duì)接的周期并降低成本。

（2）評(píng)估體系：成渝地區(qū)企業(yè)眾多，企業(yè)資質(zhì)良莠不齊，為了避免部分不合格的企業(yè)以欺詐等形式誘導(dǎo)其余企業(yè)進(jìn)行協(xié)同合作，需要評(píng)估中心對(duì)科技資源服務(wù)云平臺(tái)上的全部企業(yè)進(jìn)行全方位的客觀評(píng)估。利用模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析等方法，結(jié)合行業(yè)專家意見，建立起整套的企業(yè)評(píng)估體系，保障企業(yè)在此平臺(tái)上合作的價(jià)值性。

（3）智能推薦與過程監(jiān)控：平臺(tái)上的用戶端企業(yè)在搜索目標(biāo)資源時(shí)，可能會(huì)匹配很多的理想資源，為了找到最適合本企業(yè)的資源，用戶端企業(yè)可以在平臺(tái)上錄入本企業(yè)的特征信息，平臺(tái)會(huì)根據(jù)企業(yè)的特征信息，從檢索結(jié)果中篩選出最適合本企業(yè)的科技資源。另外，在多家企業(yè)合作的過程中，需要政府相關(guān)部門通過此平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與評(píng)估，防止企業(yè)協(xié)同合作觸及國家法律，危害國家利益。

（4）云計(jì)算安全中心：安全性是整個(gè)科技資源服務(wù)云平臺(tái)的運(yùn)行基礎(chǔ)，企業(yè)的特征信息，企業(yè)間的合作信息，協(xié)同開發(fā)產(chǎn)品信息，政府相關(guān)部門的監(jiān)控記錄，都必須要得到絕對(duì)安全的隱私保護(hù)，一旦泄露，將給企業(yè)帶來無法挽回的巨大損失，甚至可能致使企業(yè)破產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)促進(jìn)企業(yè)協(xié)同開發(fā)的目的，成渝地區(qū)科技資源服務(wù)云平臺(tái)總體而言應(yīng)具有以下幾個(gè)重要功能：

（1）對(duì)于異地物理硬件的集成，云計(jì)算采用感知技術(shù)、虛擬化技術(shù)和封裝技術(shù)將硬件設(shè)備抽象為硬件服務(wù)在平臺(tái)上發(fā)布并提供給資源使用者。

（2）對(duì)于異構(gòu)科技資源的共享，云計(jì)算將服務(wù)抽象為服務(wù)實(shí)體和服務(wù)接口兩個(gè)部分，異構(gòu)系統(tǒng)、資源之間通過同一的云接口進(jìn)行交換信息，實(shí)現(xiàn)協(xié)作?！胺稚①Y源及能力集中管理、集成資源及能力分散使用”是云計(jì)算實(shí)現(xiàn)分布異構(gòu)資源和能力集成的主導(dǎo)思想。

（3）云計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)具有協(xié)同操作的特性，協(xié)同互操作要求云平臺(tái)內(nèi)的服務(wù)之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、時(shí)序邏輯以及同步要求。

（4）云計(jì)算系統(tǒng)采用虛擬化技術(shù)將科技資源與能力數(shù)字虛擬化封裝為服務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊化以提高平臺(tái)的機(jī)動(dòng)性和可擴(kuò)展性。

（5）云計(jì)算系統(tǒng)可支持科技資源服務(wù)各個(gè)階段的知識(shí)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全生命周期的智慧服務(wù)。

3 成渝地區(qū)科技資源服務(wù)云平臺(tái)促進(jìn)企業(yè)協(xié)同開發(fā)的實(shí)現(xiàn)方案

3.1 科技資源服務(wù)云平臺(tái)協(xié)同服務(wù)與過程監(jiān)管系統(tǒng)框架模型

針對(duì)科技資源服務(wù)云平臺(tái)的需求，提出一種實(shí)現(xiàn)科技資源服務(wù)云平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)方案。如圖3所示，此種系統(tǒng)架構(gòu)一共分為七層：

（1）物理資源層：包含可用于科技服務(wù)的各種科技資源和科技服務(wù)能力，是科技服務(wù)云的基礎(chǔ)。

（2）感知層：利用智能感知裝置、適配工具等將科技服務(wù)資源和科技服務(wù)能力接入到云服務(wù)系統(tǒng)，包括采用識(shí)別、適配器、傳感等技術(shù)對(duì)科技資源及能力的信息進(jìn)行感知、采集和監(jiān)控。

（3）虛擬資源層：虛擬化封裝和管理科技資源和科技服務(wù)能力，資源虛擬化封裝將各類科技資源（包括硬資源和軟資源）采用虛擬化技術(shù)映射為虛擬科技服務(wù)資源。

（4）核心云服務(wù)層：包括云服務(wù)池、云服務(wù)生命周期管理及應(yīng)用服務(wù)工具集。

（5）應(yīng)用層：對(duì)云池中的服務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步封裝、分類和描述，以備資源使用者申請(qǐng)調(diào)用。

（6）接口層：為異構(gòu)系統(tǒng)、服務(wù)和平臺(tái)間提供統(tǒng)一接口。多機(jī)構(gòu)、大范圍的協(xié)同服務(wù)存在的最大問題是系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的兼容性，云服務(wù)平臺(tái)在接口層中為各種系統(tǒng)和數(shù)據(jù)提供了一種統(tǒng)一編解碼機(jī)制，既保證各科技資源和能力的安全性又能保障資源和能力的交互協(xié)作。

（7）協(xié)同應(yīng)用層：包括單主體完成某階段科技服務(wù)任務(wù)、多主體協(xié)同完成某階段科技服務(wù)任務(wù)、多主體協(xié)同跨階段（如設(shè)計(jì)階段和加工階段）科技服務(wù)任務(wù)和多主體按需獲得科技服務(wù)能力。

3.2 基于SOA的科技資源云服務(wù)模式研究

SOA（Service Oriented Architecture）是一種粗粒度、松耦合的組件架構(gòu)，服務(wù)之間通過簡單、精確定義接口進(jìn)行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。

SOA結(jié)構(gòu)模型主要包括三個(gè)基本角色：服務(wù)提供者（Service Provider：一個(gè)可通過網(wǎng)絡(luò)尋址的實(shí)體，是服務(wù)的擁有者，它接受和執(zhí)行來自使用者的請(qǐng)求，控制對(duì)服務(wù)的訪問）、服務(wù)使用者（Service Consumer：服務(wù)使用者是一個(gè)應(yīng)用程序、一個(gè)軟件模塊或需要一個(gè)服務(wù)的另一個(gè)服務(wù)，它發(fā)起對(duì)注冊(cè)中心中的服務(wù)的查詢，發(fā)現(xiàn)一些滿足自己需要的可選服務(wù)，通過傳輸綁定服務(wù)，并且執(zhí)行服務(wù)功能。服務(wù)使用者根據(jù)接口契約來執(zhí)行服務(wù)）和服務(wù)注冊(cè)中心（Service Registry：服務(wù)發(fā)現(xiàn)的支持者，它提供了一個(gè)存儲(chǔ)和發(fā)現(xiàn)服務(wù)的功能，服務(wù)提供者可以向它提供服務(wù)的描述，而服務(wù)請(qǐng)求者可以在它存儲(chǔ)的服務(wù)描述中查找服務(wù)），如圖4所示。

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中的每個(gè)實(shí)體都扮演著服務(wù)提供者、使用者和注冊(cè)中心這三種角色中的某一種或多種。在這些角色之間使用了三種操作包括：發(fā)布（Publish：為了使服務(wù)可訪問，需要發(fā)布服務(wù)描述以使服務(wù)使用者可以發(fā)現(xiàn)和調(diào)用它）;發(fā)現(xiàn)（Find：服務(wù)請(qǐng)求者定位服務(wù)，方法是查詢服務(wù)注冊(cè)中心來找到滿足其標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)）;綁定和調(diào)用（Bind & Invoke：在檢索完服務(wù)描述之后，服務(wù)使用者繼續(xù)根據(jù)服務(wù)描述中的信息來調(diào)用服務(wù)）。

在SOA體系架構(gòu)下，資源服務(wù)總線基于組件的開發(fā)模式，整合現(xiàn)階段科技資源，解決其異構(gòu)性和多樣性，構(gòu)造更高層和更粗粒度的資源應(yīng)用模塊軟件架構(gòu)。在數(shù)據(jù)整合方面，對(duì)于可以整合歸類的科技資源，直接存儲(chǔ)于平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理;對(duì)于各類企業(yè)自主管理的資源和平臺(tái)，采用數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的形式接入資源服務(wù)總線。資源服務(wù)總線采用消息服務(wù)封裝、EJB服務(wù)封裝等多種封裝形式，以保證總線的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。為保證進(jìn)入服務(wù)總線的數(shù)據(jù)安全，采用安全審計(jì)、Cache機(jī)制和通信機(jī)制等多種企業(yè)總線機(jī)制。整合科技資源并進(jìn)行管理后，提供各種服務(wù)的應(yīng)用，這些應(yīng)用均采用Web Service服務(wù)和Rest服務(wù)，可以開展統(tǒng)一認(rèn)證、綜合搜索、UI控件、服務(wù)統(tǒng)計(jì)、服務(wù)評(píng)價(jià)、服務(wù)監(jiān)管等應(yīng)用，如圖5所示。

3.3 基于科技資源服務(wù)云平臺(tái)的企業(yè)協(xié)同開發(fā)過程以及與傳統(tǒng)協(xié)同開發(fā)模式的對(duì)比

基于七層云計(jì)算科技資源系統(tǒng)架構(gòu)和SOA體系架構(gòu)，成渝地區(qū)科技資源服務(wù)云平臺(tái)可以滿足目前的需求與功能。用戶端企業(yè)首先在服務(wù)注冊(cè)中心進(jìn)行注冊(cè)，錄入企業(yè)特征信息等數(shù)據(jù)，若企業(yè)目的是尋找某種服務(wù)，則此時(shí)此企業(yè)為服務(wù)使用者，該企業(yè)可通過資源引擎搜索關(guān)鍵信息，然后系統(tǒng)會(huì)智能推薦出符合的相關(guān)企業(yè)服務(wù)，并顯示相關(guān)企業(yè)的評(píng)估信息，以便用戶端企業(yè)進(jìn)行選擇。當(dāng)用戶端企業(yè)與服務(wù)端企業(yè)達(dá)成合作后，該平臺(tái)又會(huì)對(duì)次合作進(jìn)行監(jiān)管，防止違反國家法規(guī)的合作行為，保障市場(chǎng)公平、公正、公開。當(dāng)企業(yè)之間的協(xié)同開發(fā)合作結(jié)束后，雙方企業(yè)均可以對(duì)此次合作進(jìn)行評(píng)估并將評(píng)估結(jié)果發(fā)布于此平臺(tái)，以供其他企業(yè)參考。

相對(duì)于傳統(tǒng)協(xié)同開發(fā)，基于科技資源服務(wù)云平臺(tái)的協(xié)同開發(fā)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，如表1所示。

4 結(jié)語

企業(yè)間協(xié)同開發(fā)是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，這種研發(fā)模式極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)的效率，降低了產(chǎn)品開發(fā)成本，有利于企業(yè)與消費(fèi)者。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，協(xié)同開發(fā)的模式得到了新的助力，在新技術(shù)的支持下，科技資源協(xié)同開發(fā)模式將變得更加高效便捷，對(duì)促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展、市場(chǎng)開拓和新產(chǎn)品開發(fā)都將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

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