基于成渝地區科技資源服務云平臺的產品協同開發策略與技術

張根萊　趙秀粉　謝正旺　林師鋒

摘要：本文介紹了產品協同開發的基本模式與原理，分析了企業間協同開發的現狀，提出了企業現行協同開發模式的弊端;針對成渝地區企業經濟發展背景，研究了科技資源服務云平臺的需求及其運營模式;根據需求與模式分析提出了科技資源服務云平臺的必要組成部分與重要功能;研究了基于云計算的科技資源服務云平臺的實現方案，提出了一種7層云計算系統架構，并將基于云平臺的協同開發與傳統的協同開發進行了對比。

關鍵詞：成渝地區;科技資源;服務云平臺;協同開發

中圖分類號：TH166 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0143-04

0 引言

如今科學技術發展日新月異，科技產品換代周期有逐漸縮減趨勢，為了縮短產品研發周期，提高產品競爭力，企業廣泛采用協同開發的模式與其他企業進行合作，共同研發新產品與技術，從而快速占領早期市場，穩固商業地位。隨著信息技術的飛速發展，相關合作成果數量呈指數型增長，借助信息技術，企業之間協同開發的模式將會更加高效、柔性與便捷。

1 企業間的協同開發模式

1.1 企業間協同開發模式簡介

企業間產品協同開發[1]是指為了完成一個共同的開發目標，多個開發人員和管理人員在開發時間和企業資源的約束下，通過交互、通信、協作和談判，共同完成一個產品的開發，它旨在以協同為手段來改善產品開發水平。

企業之間的產品協同開發主要具有以下特點[1]：

（1）多主體性：產品開發活動由兩個或兩個以上的人員（包括開發人員和管理人員）參與，并且各自具有專業領域知識、經驗和一定的問題解決能力。

（2）協同性：具有一種協調各個參與者完成共同開發目標的機制，這一機制包括確立各參與者之間的通信協議、通信結構、沖突檢測方法和仲裁機制。

（3）共同性：多個參與者要實現的設計目標是共同的，他們所在的開發環境和上、下游的信息也是一致的。

（4）靈活性：參與者數目可以動態地增加或減少，協同開發的體系結構也是靈活可變的。

近年來國內外學者對企業間產品協同開發的研究主要集中在以下幾點[1]：

（1）信息集成和知識共享：產品協同開發是由多個設計者共同參與完成一個產品開發任務的過程，各參與者間的信息集成和知識共享是協同產品開發的關鍵技術之一。

（2）沖突檢測和解決：產品協同開發過程中，各個產品開發成員在各自的局部目標和利益等方面不可避免地存在沖突，它是協同產品開發過程中的一個本質現象，故沖突的檢測和解決很重要。

（3）協同開發的體系結構：目前，協同設計一般是在計算機網絡環境支持下進行的，各個參與者間合理和有效通信的體系結構是解決產品開發過程中信息和知識共享以及交換的關鍵。

（4）協同開發的管理技術：產品協同開發方式的目的是使處在不同地點、從事不同任務的產品開發人員、管理人員甚至客戶都能以合理的方式參加到產品開發工作中去。故產品協同開發過程的管理技術同樣十分重要。

1.2 企業間協同開發現狀分析

從各個企業單獨完成產品的開發，到企業之間協同完成新產品的開發，是產品開發進程中具有里程碑意義的重大策略改變，不僅實現了不同企業的間的專業交叉、優勢互補，還縮短了產品的更新換代周期，提升了產品質量與使用性能，造福了消費者的同時降低了企業的生產運營成本。現在的企業間協同開發，主要是依賴企業項目部在大量相關企業中尋找合作機會，隨后進行商務洽談，最后簽署合同，如圖1。

從理論層面分析，合作過程并不復雜，但是基于我國社會關系的復雜性以及根深蒂固的人情觀念，在實際執行過程中，協同開發的合作成功率很低，這樣便造成目標的重新尋找與談判的重新進行;這些進程往往會花費很大的人力、物力與時間，增加了產品協同開發的成本，加長了產品開發的周期，不利于企業也不利于消費者。目前的企業協同開發合作的進程絕大多數取決于項目部或其他相關部門的談判人員的能力強弱。在目前企業間協同開發合作的模式中，一個具有強大談判能力的項目部比優秀的協同開發策略與技術對于具有增長型需求的企業更為重要，如圖2所示。

2 成渝地區科技資源服務云平臺的需求分析

2.1 成渝地區企業協同開發合作發展背景

成渝地區相比起沿海經濟發達地區，具有科技服務業資源分散、異構分布協同差、綜合服務能力與效率低下、市場化程度低等劣勢。共建共享共用的跨區域、跨行業、跨領域、跨平臺的科技資源服務協同協作平臺，對于實現區域內科技服務資源的集成與互聯互通，提升跨區域、跨領域的協同科技服務能力，從而壯大成渝城市群的裝備制造產業集群，培育新興戰略性產業集群，助推成渝城市群的產業發展和轉型升級具有重要的理論價值和現實意義。

2.2 企業在科技資源服務云平臺支持下的需求模式的轉變

傳統的企業運營模式是根據原材料的多少、工廠產能的大小來確定產品的輸出量。這種推式需求生產模式未能有效的利用市場的反饋信息，容易造成滯銷等不良后果，企業往往不能獲取市場的實時需求信息，故很難按照市場需求來生產產品。但是隨著信息技術的發展，可以利用科技資源服務云平臺，實現拉式需求模式，即按需供應[2]的模式。拉式需求模式的優勢十分明顯，首先，可以對科技資源服務云平臺進行按需組織和管理：科技資源服務云平臺通過匯聚各類分布式的資源和服務，對海量的云服務進行集中的面向用戶需求的組織和管理，促進科技資源服務云平臺中海量云服務的按需有序化;其次用戶端企業可以有效地在科技資源服務云平臺上按需獲取和使用相關資源：科技資源服務云平臺用戶根據自身的需求動態地獲取和使用科技資源服務云平臺封裝、組合、設計或研發的服務，使用完畢后釋放服務并支付相應的費用，而不需占有執行服務的實際資源，不需關注服務的具體實現細節。借助于拉式需求模式的科技資源服務云平臺，企業間可以進行更加高效的協同開發，進一步降低成本、加強競爭力。

2.3 科技資源服務云平臺的必要組成部分與重要功能

針對成渝地區的科技資源服務云平臺，有以下幾個必要的組成部分：

（1）資源引擎：成渝地區科技服務產業資源十分分散，異構分布協同差，企業在尋求協同合作時有如大海撈針，因此需要建立起一個強大的資源引擎，方便用戶端企業快捷地找到理想的相關科技資源，同時縮短企業之間商業對接的周期并降低成本。

（2）評估體系：成渝地區企業眾多，企業資質良莠不齊，為了避免部分不合格的企業以欺詐等形式誘導其余企業進行協同合作，需要評估中心對科技資源服務云平臺上的全部企業進行全方位的客觀評估。利用模糊綜合評價法、層次分析法、灰色關聯度分析等方法，結合行業專家意見，建立起整套的企業評估體系，保障企業在此平臺上合作的價值性。

（3）智能推薦與過程監控：平臺上的用戶端企業在搜索目標資源時，可能會匹配很多的理想資源，為了找到最適合本企業的資源，用戶端企業可以在平臺上錄入本企業的特征信息，平臺會根據企業的特征信息，從檢索結果中篩選出最適合本企業的科技資源。另外，在多家企業合作的過程中，需要政府相關部門通過此平臺進行實時的監控與評估，防止企業協同合作觸及國家法律，危害國家利益。

（4）云計算安全中心：安全性是整個科技資源服務云平臺的運行基礎，企業的特征信息，企業間的合作信息，協同開發產品信息，政府相關部門的監控記錄，都必須要得到絕對安全的隱私保護，一旦泄露，將給企業帶來無法挽回的巨大損失，甚至可能致使企業破產。

為實現促進企業協同開發的目的，成渝地區科技資源服務云平臺總體而言應具有以下幾個重要功能：

（1）對于異地物理硬件的集成，云計算采用感知技術、虛擬化技術和封裝技術將硬件設備抽象為硬件服務在平臺上發布并提供給資源使用者。

（2）對于異構科技資源的共享，云計算將服務抽象為服務實體和服務接口兩個部分，異構系統、資源之間通過同一的云接口進行交換信息，實現協作。“分散資源及能力集中管理、集成資源及能力分散使用”是云計算實現分布異構資源和能力集成的主導思想。

（3）云計算系統應具有協同操作的特性，協同互操作要求云平臺內的服務之間能夠進行數據交互、時序邏輯以及同步要求。

（4）云計算系統采用虛擬化技術將科技資源與能力數字虛擬化封裝為服務模塊，實現系統模塊化以提高平臺的機動性和可擴展性。

（5）云計算系統可支持科技資源服務各個階段的知識服務，實現全生命周期的智慧服務。

3 成渝地區科技資源服務云平臺促進企業協同開發的實現方案

3.1 科技資源服務云平臺協同服務與過程監管系統框架模型

針對科技資源服務云平臺的需求，提出一種實現科技資源服務云平臺的系統架構方案。如圖3所示，此種系統架構一共分為七層：

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

（2）感知層：利用智能感知裝置、適配工具等將科技服務資源和科技服務能力接入到云服務系統，包括采用識別、適配器、傳感等技術對科技資源及能力的信息進行感知、采集和監控。

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

（4）核心云服務層：包括云服務池、云服務生命周期管理及應用服務工具集。

（5）應用層：對云池中的服務進行進一步封裝、分類和描述，以備資源使用者申請調用。

（6）接口層：為異構系統、服務和平臺間提供統一接口。多機構、大范圍的協同服務存在的最大問題是系統和數據的兼容性，云服務平臺在接口層中為各種系統和數據提供了一種統一編解碼機制，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作。

（7）協同應用層：包括單主體完成某階段科技服務任務、多主體協同完成某階段科技服務任務、多主體協同跨階段（如設計階段和加工階段）科技服務任務和多主體按需獲得科技服務能力。

3.2 基于SOA的科技資源云服務模式研究

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

SOA結構模型主要包括三個基本角色：服務提供者（Service Provider：一個可通過網絡尋址的實體，是服務的擁有者，它接受和執行來自使用者的請求，控制對服務的訪問）、服務使用者（Service Consumer：服務使用者是一個應用程序、一個軟件模塊或需要一個服務的另一個服務，它發起對注冊中心中的服務的查詢，發現一些滿足自己需要的可選服務，通過傳輸綁定服務，并且執行服務功能。服務使用者根據接口契約來執行服務）和服務注冊中心（Service Registry：服務發現的支持者，它提供了一個存儲和發現服務的功能，服務提供者可以向它提供服務的描述，而服務請求者可以在它存儲的服務描述中查找服務），如圖4所示。

面向服務的體系結構中的每個實體都扮演著服務提供者、使用者和注冊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：發布（Publish：為了使服務可訪問，需要發布服務描述以使服務使用者可以發現和調用它）;發現（Find：服務請求者定位服務，方法是查詢服務注冊中心來找到滿足其標準的服務）;綁定和調用（Bind & Invoke：在檢索完服務描述之后，服務使用者繼續根據服務描述中的信息來調用服務）。

在SOA體系架構下，資源服務總線基于組件的開發模式，整合現階段科技資源，解決其異構性和多樣性，構造更高層和更粗粒度的資源應用模塊軟件架構。在數據整合方面，對于可以整合歸類的科技資源，直接存儲于平臺進行統一管理;對于各類企業自主管理的資源和平臺，采用數據交換平臺的形式接入資源服務總線。資源服務總線采用消息服務封裝、EJB服務封裝等多種封裝形式，以保證總線的適應性和擴展性。為保證進入服務總線的數據安全，采用安全審計、Cache機制和通信機制等多種企業總線機制。整合科技資源并進行管理后，提供各種服務的應用，這些應用均采用Web Service服務和Rest服務，可以開展統一認證、綜合搜索、UI控件、服務統計、服務評價、服務監管等應用，如圖5所示。

3.3 基于科技資源服務云平臺的企業協同開發過程以及與傳統協同開發模式的對比

基于七層云計算科技資源系統架構和SOA體系架構，成渝地區科技資源服務云平臺可以滿足目前的需求與功能。用戶端企業首先在服務注冊中心進行注冊，錄入企業特征信息等數據，若企業目的是尋找某種服務，則此時此企業為服務使用者，該企業可通過資源引擎搜索關鍵信息，然后系統會智能推薦出符合的相關企業服務，并顯示相關企業的評估信息，以便用戶端企業進行選擇。當用戶端企業與服務端企業達成合作后，該平臺又會對次合作進行監管，防止違反國家法規的合作行為，保障市場公平、公正、公開。當企業之間的協同開發合作結束后，雙方企業均可以對此次合作進行評估并將評估結果發布于此平臺，以供其他企業參考。

相對于傳統協同開發，基于科技資源服務云平臺的協同開發擁有諸多優點，如表1所示。

4 結語

企業間協同開發是時代發展的產物，這種研發模式極大地提高了產品開發的效率，降低了產品開發成本，有利于企業與消費者。隨著信息技術的飛速發展，協同開發的模式得到了新的助力，在新技術的支持下，科技資源協同開發模式將變得更加高效便捷，對促進制造業發展、市場開拓和新產品開發都將發揮至關重要的作用。

參考文獻

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