分析电子产品的云设计服务平台构建

1概述

电子信息工业是国民经济和社会发展的重要主导产业，是广东省三大新兴支柱产业之一。经过改革开放30多年的发展，广东省电子产品行业已处于全国领先地位，产业规模持续高速增长，产业集中度不断提高，目前家电、通讯等产品的市场占有率稳居前列，特别是家电产品已占到全国30%的市场份额，经济社会效益显著。

随着我国经济的不断增长以及电子产品ษ市场的繁荣昌盛，人们对主要耐用电子产品的认知已从八十年代以功能为消费的需求发展到如今以舒适化、健康化、个性化、信息化的消费需求。我国电子产品市场需求的变化不仅表现在数量上，当前更表现在对产品的质量、功能、价格要求的多样化上。高技术含量、高质量、客户定制、快速交货等已成为电子产品赢得市场竞争的外在关键要素，而产品设计创新能力与水平则成为决定电子产品是否能成功立足市场的内在关键因素。据统计，集中体现创新要素并创造主要工业附加值的产品前端设计环节决定了电子产品的60-80%的市场价值，电子产品的设计创新对电子产业的发展起着举足轻重的作用。但是，尽管广东省电子产品产业取得了长足发展，但在决定产品附加值的设计创新仍存在不足，严重制约了广东省电子产业转型升级与可持续发展:

①产业整体规模大，但个体规模小，大多企业仍处于价值链的低端代工制造阶段，缺乏核心技术与竞争力;

②企业的产品设计创新多采用传统设计方法与系统，存在设计成本昂贵、研发需求响应速度慢、难以满足产品高质量、低成本、客户快速定制等弊端;

③产品设计软件资源使用混乱，设计资源匾乏，设计知识与技术资源的整合与集成能力不强，缺乏相应的共享机制。

以惠州仲恺高新区为例，区域内有与电子产品相关的设计制造企业400多家，但是除TC L、德赛、华阳通用等数家大型电子企业具备较强的设计创新能力外，其它大部分企业均为劳动密集型的中小型企业，产品技术创新力量薄弱，决定产品价值的产品设计创新高端环节缺失，设计知识与资源分散，严重制约了区域内中小型电子企业生存与可持续发展态势。以支持电子产品设计创新的CAD/CAM软件资源的使用为例，其存在如下两个弊端:

①CAD/CAM软件使用混乱，难以实现各软件系统之间的集成与共享，缺乏具备自主知识产权的、具有统一内核的CAD/CAM软件系统，极大的制约了设计质量与效率的提升。

②软件使用采用传统的授权模式，导致企业采购、升级与使用成本巨大，造成软件资源浪费与管理困难，这也是制约中小型电子企业技术创新水平提升的关键因素。一套国外的主流3D设计软件的价格大致在5-10万/套，按一般的国内大中型电子企业的使用需求百套左右计算，如果采用传统授权模式，则需花费近千万的CAD/CAM软件采购与升级费;与此同时，企业采购的CAD/CAM软件交付工程师使用，大多工程师每天可能只使用该软件3-4个小时，造成了软件资产的极大浪费。

另一方面，国内有众多的高校与科研院所在进行与电子产品相关的产品设计与研发的创新性工作，但是往往在电子企业与科研院所之间存在信息交流的鸿沟，严重制约了电子企业与高校、科研院所之间的产学研结合，难以充分发挥高校与科研院所在产品设计与研发创新能力，因此，急需构建一个专门针对电子产品设计创新的知识服务平台，在企业与高校与科研院所之间搭建技术信息与知识共享平台，促进校企合作，更好地整合电子产品设计创新的知识资源，进一步提升电子企业的设计研发能力，实现广东省电子行业的高技术、高附加值研发与生产目标。

在此环境下，迫切需要构建一个面向电子产品设计创新的公共技术与资源服务平台，基于该平台，可实现如下功能:①有效发现与整合支持电子产品设计创新的相关技术与知识资源，实现相关资源的标准化描述与按需配置;②提供一套面向电子产品设计创新的具备自主知识产权CAD/CAM软件系统，通过在线租用这种新型软件使用模式，为电子产品的设计创新提供集成化解决方案;③提供一个支持电子产品设计创新的企业间协作服务环境，实现区域内电子企业之间的技术、知识资源共享与协同工作。云计算概念的出现与发展为上述平台的建设与实施提供了基础运行模式与技术支撑。所谓云计算，是指将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。提供资源的网络被称为云。云中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。用户不必关心云内部的实现，因此云计算实质上是给用户提供像传统的电力、水、煤气一样的按需计算服务。

本文在分析了面向电子产品的云设计服务平台建设的背景和意义之后，接下来将探讨该平台的设计方案，以及平台主要功能及其实现。

2平台设计

2.1平台体系结构

基于SaaS理念，面向电子产品的云设计服务平台 的体系结构。除了网络软硬件基础平台和系统开发平台之外，平台体系结构自下而上可以分为五个层次:数据服务层、依托技术层、系统中间件层、服务功能层、平台门户。

SaaS应用模式的特殊性对平台体系结构提出了特殊的要求，包括:①安全的多租户Tenant架构，即只要安装一个软件就能同时处理多个客户的处理请求，同时保障用户数据的私密性和安全性;②可扩展的、可配置的、开放式的体系结构，从而保障平台易于扩展、通过配置向用户提供个性化的服务;③可用性架构，即一种响应时间快、可定制的系统架构。

针对以上特殊要求，笔者采用软总线技术来解决该问题。由于软总线是一种软件中间件技术田，通过提供一个接口库支持总线单元的即插即用，从而实现软件系统的灵活扩展。单独的总线单元以变量的形式插接在总线上。每个总线单元的属性仅在安装的时候配置，如域值、功能模块、数据类型和数据获取方式等，因此不需要任何现场编程或配置。

2.2平台网络架构

平台以云计算的方式向外发布服务，网络架构的基本思路如下:

①在广州中望龙腾软件股份有限公司的数据中心部署数据库服务器、Web服务器/应用服务器、接口服务器อ等服务器，完成电子产品设计制造技术与资源共享云计算服务平台及其应用软件的部署。

②广州中望龙腾软件股份有限公司通过内部局域网络或VPN访问系统发布的功能，完成系统维护。

③仲恺高新区内的企业和合作单位会员通过防火墙隔离后，通过Internet访问公共服务平台，从而获得所需的资源。

2.3平台技术结构

为了支持系统能在Windows，Unix和Linux等操作系统之间自由迁移，系统采用J2EE平台作为基础开发和集成平台，在技术上采用多层技术架构，并采用基于组件的设计思想支持系统的可扩展性，用户仅需要E浏览器即可使用所有功能，以便系统的统一集成、发布和维护，增强系统的可推广性。

系统技术架构设计遵循业界领先的云计算理念，通过系统各种丰富组件的组合和复用，快速搭建出各种应用系统，为企业提供量身定做的解决方案。

①数据整合平台。通过SOA技术及ETL技术，高效整合各类型数据，保证系统数据的一致性、完整性。系统以客户服务管理、多渠道整合设计、体验设计为核心建模思想，为电子企业提供完整的数据视图。

②数据服务层。通过数据整合平台整合、转化的业务数据，以统一的数据视图导入电子产品企业库、产学研库、设计制造资源库、科技情况报库等业务库，为各业务系统提供基础数据。各企业间SaaS服务业务数据及数据仓库数据通过虚拟化、分区等技术来完成在物理层面及逻辑层面的隔离刚，有效保证各客户数据的安全性

③基础框架层。基础框架层为云计算服务提供基础的技术支撑。云计算开放平台服务架构采用分布式架构设计，保证整个系统的高可用、高扩展、高可靠、高安全、高性能。同时云计算平台是一个开♂放式的服务平台，对外开放了平台的各种服务，聚合了众多的独立软件开发商、应用提供商、内容提供商、服务提供商等产业链的各种商家，有效保证了平台的生命力。界面引擎、中间件引擎、规则引擎、工作流引擎、智能推荐引擎,ETL引擎等核心引擎来完成对各种技术实现的支撑，通过系统的组件化设计，保证了系统的可扩展性、可配置性、可管理性。

④应用服务层。应用服务层是核心服务所在，通过系统各种丰富组件的组合和复用，可以快速搭建出各种系统。同时通过开发平台架构，可以有效整合各种行业应用，为企业提供量身定做的解决方案。

⑤应用集成层。应用集成层在开放平台架构的基础上，整合了各系统应用的接口。

⑥SaaS服务平台层。SaaS服务平台层作为运营支撑平台，提供了SaaS服务平台的相关管理功能，有效保证SaaS服务平台的安全性、可靠性、可用性

⑦多渠道整合。提供了对电话、手机客户端、llVI、触摸屏、手机、传真、短信、Web、邮件等多种用户接入渠道的整合支持，拓展了与用户互动的方式，满足企业从地面到空中等多种通路的覆盖。

3平台主要功能及其实现

3.1平台主要功能

♀ 3.1.1电子产品设计制造资源库构建

根据仲恺高新区电子产品制造业的特点，将面向电子产品的云设计服务平台的资源分为:设计制造专家服务团队库、电子产品企业资源库、知识资源库、协同设计服务库、工艺设计服务库、性能分析与仿真服务库、市场信息库等，为技术咨询、资源共享等提供基础数据支持。

3.1.2基于资源库的电子产品设计制造技术服务

在电子设计制造资源库的基础上实现各项业务服务功能，包括协同设计、协同制造、协同工艺、资源共享、专家咨询等业务功能。本模块是本平台的业务核心，各个业务功能通过分解细化为各个服务，再通过工作流重组灵活地实现一个完整的业务过程。

3.1.3基于资源库的电子产品设计制造资源集成与共享服务

为了使企业能获取最有用的资源，需要对公共资源进行整合与集成，并使企业快速搜索与使用这些公共资源;在电子产品设计制造过程中将产生许多复杂信息和知识，因此，必须对这些资源进行有效的管理;另外，还需要研究电子产品设计制造专家服务模式和服务机制等。主要实现了以下功能:面向电子产品设计制造的公共资源的集成、共享与智能搜索;电子产品设计制造过程复杂信息、知识的集成化管理;电子产品设计制造专家服务团队建设与服务管理。

3.1.4电子产品设计制造云平台管理

该模块的功能是ท确保整个平台能够安全、稳定地运行，并且能够被有效管理。同时为系统管理员提供栏目管理、资源维护和服务配置等功能。主要包括:用户管理、内容管理、服务管理、计费管理、运维管理、资源管理、安全管理、监控管理等功能。

3.2平台实现与应用

目前，该平台已经在惠州市仲恺高新区内测试与试用，并在不断完善之中。图4、图5分别为平台主界面和平台授权管理主界面。

4结语

本文从中小电子企业产品设计的实际需求出发，基于SO A技术构建了面向电子产品的云设计服务平台，详细阐述了平台的设计方案，以及平台主要功能与实现。接下来将在实际应用中不断完善该平台。该平台的构建为减少中小电子企业的设计成本，提高其市场竞争力提供了技术支持，具有广泛的应用空间。