УДК681.51

ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОСЕРВИСНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Афанасьев М. Я., Федосов Ю. В., Крылова А. А., Шорохов С. А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Афанасьев М.Я., Федосов Ю.В., Крылова А.А., Шорохов С.А. Применение микросервисной архитектуры при проектировании промышленного оборудования с числовым программным управлением // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 1. С. 87–97. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-1-87-97

Аннотация
 Предмет исследования.Исследован микросервисный подход к разработке системы управления модульного технологического оборудования. Проанализированы его свойства, достоинства и недостатки. В качестве основы для систем числового программного управления предложена гетерогенная компьютерная сеть, где узлы сообщаются между собой посредством очередей сообщений. Представлено описание архитектуры платформы для селективного лазерного отверждения фотополимеров, разработанной в соответствии с микросервисным подходом. Метод. Применяемый в работе микросервисный подход является современной интерпретацией сервис-ориентированного подхода. Он позволяет строить систему из небольших слабо связанных модулей, что является одним из основополагающих требований при создании модульного оборудования с числовым программным управлением. Более того, благодаря свойству интероперабельности, подход позволяет без особых затруднений встраивать оборудование в современные производственные киберфизические системы. Основные результаты. В качестве основного протокола взаимодействия была выбрана система, обеспечивающая передачу данных за счет использования очереди сообщений. Хранение данных предложено осуществлять за счет использования распределенной нереляционной базы данных. Практическая значимость. Предложенный подход может применяться для разработки модульного технологического оборудования для малых предприятий, занимающихся единичным и мелкосерийным производством. Более того, при применении такого подхода оборудование легко совместимо с киберфизическими системами, которые активно развиваются в настоящее время.

Ключевые слова: микросервисная архитектура, модульное технологическое оборудование, очереди сообщений, киберфизическая система, числовое программное управление

Список литературы
 1.      Grigoriev S.N., Martinov G.M. Research and development of a cross-platform CNC kernel for multi-axis machine tool // Procedia CIRP. 2014. V. 14. P. 517–522. doi: 10.1016/j.procir.2014.03.051
2.      Li B., Zhou Y., Tang X. A research on open CNC system based on architecture/component software reuse technology // Computers in Industry. 2004.V. 55.N 1.P. 73–85.doi: 10.1016/j.compind.2003.10.011
3.      Ma X., Han Z., Wang Y., Fu H. Development of a PC-based open architecture software-CNC system // Chinese Journal of Aeronautics. 2007.V. 20.N 3.P. 272–281.doi: 10.1016/S1000-9361(07)60044-2
4.      Morales-Velasquez L., Romero-Troncoso R., Osornio-Rios R., Herrero-Ruiz G., Cabal-Yepez E. Open-architecture system based on a reconfigurable hardware/software multi-agent platform for CNC machines // Journal of Systems Architecture. 2010.V. 56.N 9.P. 407–418.doi: 10.1016/j.sysarc.2010.04.009
5.      Verba N., Chao K., James A., Goldsmith D., Fei X., Stan S. Platform as a service gateway for the Fog of Things // Advanced Engineering Informatics. 2016.V. 33. P. 243–257.doi: 10.1016/j.aei.2016.11.003
6.      Prazeres C., Serrano M. SOFT-IoT: Self-organizing Fog of Things // Proc. 30th Int. Conf. on Advanced Information Networking and Applications Workshops (WAINA). Crans-Montana, Switzerland, 2016. P. 803–808.doi: 10.1109/WAINA.2016.153
7.      Rafighi M., Farjami Y., Modiri N. Studying the deficiencies and problems of different architecture in developing distributed systems and analyze the existing solution // Proc. 2nd Int. Conf. on Knowledge-Based Engineering and Innovation (KBEI). Tehran, Iran,2015. P. 826–834.doi:10.1109/KBEI.2015.7436151
8.      Colombo A.W., Karnouskos S., Mendes J.M., Leitao P. Industrial agents in the era of service-oriented architectures and cloud-based industrial infrastructures / In: Industrial Agents: Emerging Applications of Software Agents in Industry. Boston: Morgan Kaufmann, 2015. P. 67–87.doi: 10.1016/B978-0-12-800341-1.00004-8
9.      da Silva R.M., Junqueira F., Filho D.J., Miyagi P. Control architecture and design method of reconfigurable manufacturing systems // Control Engineering Practice. 2016.V. 49.
P. 87–100.doi: 10.1016/j.conengprac.2016.01.009
10.   Vresk T., Cavrak I. Architecture of an interoperable IoT platform based on microservices // Proc. 39th Int. Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO). Opatija, Croatia, 2016.
P. 1196–1201.doi: 10.1109/MIPRO.2016.7522321
11.   Zezulka F., Marcon P., Vesely I., Sajdl O. Industry 4.0 – an introduction in the phenomenon // IFAC-PapersOnLine. 2016.V. 49.N 25.P. 8–12. doi: 10.1016/j.ifacol.2016.12.002
12.   Rheddane A.E., Palma N.D., Tchana A., Hagimont D. Elastic message queues // Proc. IEEE 7th Int. Conf. on Cloud Computing. 2014. P. 17–23. doi: 10.1109/CLOUD.2014.13
13.   Maeda K. Performance evaluation of object serialization libraries in XML, JSON and binary formats // Proc. 2nd Int. Conf. on Digital Information and Communication Technology and it’s Applications (DICTAP). Bangkok, Thailand, 2012.P. 177–182.doi: 10.1109/DICTAP.2012.6215346
14.   Popic S., Pezer D., Mrazovac B., Teslic N. Performance evaluation of using protocol buffers in the Internet of Things communication // Proc. 1st Int. Conf. on Smart Systems and Technologies. Osijek, Croatia, 2016. P. 261–265. doi: 10.1109/SST.2016.7765670
15.   Danny P., Ferreira P., Lohse N., Guedes M. An AutomationML model for plug-and-produce assembly systems // Proc. IEEE 15th Int. Conf. on Industrial Informatics. Emden, Germany, 2017. P. 849–854. doi: 10.1109/indin.2017.8104883
16.   Giret A., Botti V. Engineering holonic manufacturing systems // Computers in Industry. 2009. V. 60. N 6. P. 428–440.doi: 10.1016/j.compind.2009.02.007
17.   Федосов Ю.В., Афанасьев М.Я. Устройство для обработки лазерным излучением поверхности объекта произвольной формы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. T. 17. № 1(107). С. 191–195. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-1-191-195


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика