本發(fā)明涉及實驗室工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
實驗室工程建設(shè)現(xiàn)場作業(yè)具有如下特點：1、完成每項作業(yè)任務(wù)耗時較長(以小時為單位)，彼此獨立，屬于典型的離散事件；2、存在大量的“一專多能”現(xiàn)場作業(yè)工程師，有能力并行完成多項耗時長且彼此獨立的作業(yè)任務(wù)；3、調(diào)度資源的主要對象是人，調(diào)度方案必須兼顧人的主觀感受和工作量分配的公平均衡，因此對可用的調(diào)度對象也存在可量化的約束條件；4、調(diào)度方案成本計算中，路徑成本是最主要的調(diào)度成本，由于勞動力資源的地理位置分布是動態(tài)的，因此，為了達到路徑成本最小，需要實時動態(tài)計算調(diào)度優(yōu)化方案；5、從運營商的綜合網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)或電子運維系統(tǒng)發(fā)過來的現(xiàn)場作業(yè)任務(wù)是動態(tài)隨機達到的，典型服從泊松分布；6、所有作業(yè)任務(wù)都帶有當(dāng)前和統(tǒng)計約束條件，例如，對實驗室的實驗設(shè)備搶修任務(wù)，既有最長故障恢復(fù)時間限制，又有統(tǒng)計全年平均無故障時間保證的約束限制。另一方面，實驗室作業(yè)需要使用到大量資源，例如檢測設(shè)備、維修工具等。傳統(tǒng)的指揮調(diào)度系統(tǒng)，只針對作業(yè)人員進行調(diào)度，但對作業(yè)資源沒有統(tǒng)籌處理。
鑒于上述特點，現(xiàn)有的作業(yè)調(diào)度方案通常都是采用人工按順序直接派單的模式，容易導(dǎo)致人力資源分配不均勻，增加人力成本的負(fù)擔(dān)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)及方法，避免了采用人工按順序直接派單的模式導(dǎo)致人力資源分配不均勻而增加人力成本的負(fù)擔(dān)。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)及方法的解決方案，具體如下：
一種用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)，包括兩個以上用網(wǎng)絡(luò)連接的區(qū)域分中心，區(qū)域分中心包括工人模塊、資源中心、和至少一個調(diào)度模塊，一個區(qū)域分中心的三個模塊可以部署在一臺服務(wù)器上，也可以資源中心模塊和調(diào)度模塊部署在一臺服務(wù)器上，工人模塊部署在另一臺服務(wù)器；
工人模塊，包括工人市場和消息接收與發(fā)送接口模塊，其中工人市場至少一個工人和/或工人團，工人和/或工人團向資源中心發(fā)出注冊信息和心跳包，工人和/或工人團接收調(diào)度模塊發(fā)送的任務(wù)數(shù)據(jù)；
資源中心，登記工人和/或工人團的注冊信息，接收調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)，根據(jù)調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)生成至少一個任務(wù)數(shù)據(jù)，并將生成的任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給調(diào)度模塊，接收調(diào)度模塊的調(diào)用請求，將調(diào)度模塊選取的工人和/或工人團安排給調(diào)度模塊；
調(diào)度模塊，接收資源中心發(fā)送的任務(wù)數(shù)據(jù)，根據(jù)接收的任務(wù)數(shù)據(jù)向資源中心獲取工人列表，工人列表中包括工人名稱、技能名稱、工人狀態(tài)、等級信息，在工人列表中選取工人和/或工人團，并向資源中心發(fā)送調(diào)用請求，請求調(diào)用選取的工人和/或工人團，并將任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給資源中心選取的工人和/或工人團。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供了用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)的方法，包括以下步驟：
工人和/或工人團向資源中心注冊并定時發(fā)送心跳給資源中心，資源中心登記工人和/或工人團的注冊信息；
資源中心接收調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)，根據(jù)調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)生成任務(wù)并將該任務(wù)發(fā)送給調(diào)度模塊；
調(diào)度模塊接收資源中心發(fā)送的任務(wù)，根據(jù)任務(wù)向資源中心獲取符合要求的工人列表，在工人列表中選取工人，向資源中心發(fā)送調(diào)用請求，請求調(diào)用該選取的工人；
資源中心接收調(diào)度模塊的調(diào)用請求，將調(diào)度模塊選取的工人安排給調(diào)度模塊，若調(diào)度模塊選取的工人已經(jīng)退出，則根據(jù)依據(jù)工人等級選取工人安排給調(diào)度模塊；
調(diào)度模塊將任務(wù)發(fā)送給資源中心安排的工人，之后，到資源中心里查看該安排的工人是否退出，如果退出就會在工人列表中重新選取工人向資源中心發(fā)送調(diào)用請求；
工人和/或工人團接收調(diào)度模塊發(fā)送的任務(wù)，并執(zhí)行該任務(wù)。
采用上述調(diào)度方法，可以讓不同地域的終端負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員得到的云計算服務(wù)在最短的時間內(nèi)完成自己的請求，合理地利用本地或遠(yuǎn)程的云IT資源、節(jié)約了使用成本。同時，保證了云計算資源的負(fù)載均衡，實現(xiàn)了地理位置的無關(guān)性，提高IT資源的利用率。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步地說明。
根據(jù)附圖1可知，本發(fā)明的用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)，包括兩個以上用網(wǎng)絡(luò)連接的區(qū)域分中心，區(qū)域分中心包括工人模塊、資源中心、和至少一個調(diào)度模塊，一個區(qū)域分中心的三個模塊可以部署在一臺服務(wù)器上，也可以資源中心模塊和調(diào)度模塊部署在一臺服務(wù)器上，工人模塊部署在另一臺服務(wù)器；
工人模塊，包括工人市場和消息接收與發(fā)送接口模塊，其中工人市場至少一個工人和/或工人團，工人和/或工人團向資源中心發(fā)出注冊信息和心跳包，工人和/或工人團接收調(diào)度模塊發(fā)送的任務(wù)數(shù)據(jù)；
資源中心，登記工人和/或工人團的注冊信息，接收調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)，根據(jù)調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)生成至少一個任務(wù)數(shù)據(jù)，并將生成的任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給調(diào)度模塊，接收調(diào)度模塊的調(diào)用請求，將調(diào)度模塊選取的工人和/或工人團安排給調(diào)度模塊；
調(diào)度模塊，接收資源中心發(fā)送的任務(wù)數(shù)據(jù)，根據(jù)接收的任務(wù)數(shù)據(jù)向資源中心獲取工人列表，工人列表中包括工人名稱、技能名稱、工人狀態(tài)、等級信息，在工人列表中選取工人和/或工人團，并向資源中心發(fā)送調(diào)用請求，請求調(diào)用選取的工人和/或工人團，并將任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給資源中心選取的工人和/或工人團。
工人和/或工人團在執(zhí)行任務(wù)時，資源中心統(tǒng)計并記錄工人和/或工人團在執(zhí)行任務(wù)時的時間和設(shè)備占用程度及執(zhí)行任務(wù)時的出錯率，以此兩個指標(biāo)對工人和/或工人團進行評級，分為：優(yōu)、中、差三個等級,根據(jù)時間和設(shè)備占用程度低且執(zhí)行任務(wù)時的出錯率低兩個參數(shù)進行評級，資源占用程度包括實驗室工程任務(wù)完成時間和計劃時間比率和工具耗損率，當(dāng)執(zhí)行任務(wù)過程中硬件資源:實驗室工程任務(wù)完成時間和計劃時間比率≦20％、工具耗損率≦25％且該工人出錯率占它總?cè)蝿?wù)數(shù)的出錯率≦2％，該工人評級為優(yōu)等；如果20％<實驗室工程任務(wù)完成時間和計劃時間比率≦45％、25<工具耗損率≦65％且2％<出錯率≦4％，該工人評級為中等；如果實驗室工程任務(wù)完成時間和計劃時間比率≧65％、工具耗損率≧65％且出錯率≧4％，該工人評級為差等，調(diào)度模塊根據(jù)評級進行資源評估和/或調(diào)配工作，調(diào)度模塊優(yōu)先選擇評級為優(yōu)的工人和/或工人團來執(zhí)行任務(wù),以最快的服務(wù)器響應(yīng)速度處理負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員請求的任務(wù)數(shù)據(jù)；
調(diào)度模塊在將任務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給資源中心安排的工人和/或工人團之后，調(diào)度模塊到資源中心里查看安排的工人和/或工人團是否退出。根據(jù)工人發(fā)送心跳包，資源中心會有個配置文件配置工人發(fā)送心跳包的時間間隔，如果超過3次在這個時間間隔內(nèi)沒有接收到工人的心跳就判斷該工人已退出，如果工人和/或工人團退出，調(diào)度模塊就在工人列表中重新選取工人和/或工人團向資源中心發(fā)送調(diào)用請求，資源中心則重新選取工人和/或工人團安排給調(diào)度模塊。從而避免流程執(zhí)行過程中因其中一個節(jié)點停止工作而導(dǎo)致流程進行不下去的情況，為此能提供給客戶更快處理響應(yīng)速度。
上述的資源中心還包括以下功能模塊：
流程公告板，用于記錄流程信息，流程信息包括流程名、工作狀態(tài)、流程最大被同時調(diào)度的次數(shù)、當(dāng)前流程被同時調(diào)度的次數(shù)。
調(diào)度市場，用于登記并保存所有流程公告板的信息，在消息接收與發(fā)送接口接收負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員發(fā)送的請求消息后，將消息傳給資源管理器，資源管理器根據(jù)請求消息從調(diào)度市場查詢并選擇調(diào)度。
工人市場，用于統(tǒng)一記錄工人和/或工人團的注冊信息和評級信息，工人市場將工人和/或工人團分為三個等級，即：優(yōu)等、中等和差等，對于資源占用程度高及任務(wù)執(zhí)行效率差的工人和/或工人團評估等級為中、差，資源中心優(yōu)先調(diào)配等級為優(yōu)的工人和/工人團來執(zhí)行任務(wù)數(shù)據(jù)；
工人技能單元，記錄工人和/或工人團的技能名。
資源管理器，是本發(fā)明的資源中心的子模塊，也是整個調(diào)度系統(tǒng)的流程調(diào)度引擎，調(diào)度模塊和工人模塊會定時發(fā)送心跳包給資源管理器來表示兩者正常工作并可以接收請求任務(wù)，其中發(fā)送心跳包的時間負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員通過配置文件自定義。資源管理器維護調(diào)度市場和工人市場，并負(fù)責(zé)把退出的或沒能在負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員自定義的時間內(nèi)接收到心跳的調(diào)度或工人從調(diào)度市場和工人市場的記錄中清除；資源管理器制定消息格式協(xié)議，該協(xié)議采用soap協(xié)議：該協(xié)議是一種基于簡單對象訪問協(xié)議，是交換數(shù)據(jù)的一種協(xié)議規(guī)范，是一種輕量的、簡單的、基于XML(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個子集)的協(xié)議，它被設(shè)計成在WEB上交換結(jié)構(gòu)化的和固化的信息。消息格式至少包括：消息發(fā)送者、消息接收者、任務(wù)名稱、是否經(jīng)過流程、流程名稱、發(fā)送時間和任務(wù)數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員根據(jù)協(xié)議發(fā)送請求，資源管理器判斷調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)消息類型。如果是調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)需要經(jīng)過流程操作的，比如調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理要經(jīng)過名稱為數(shù)據(jù)處理的流程：數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)過濾-數(shù)據(jù)統(tǒng)計-數(shù)據(jù)上傳。資源管理器會從調(diào)度市場中找到并啟用對應(yīng)已配置好此流程環(huán)節(jié)的調(diào)度。當(dāng)流程啟動，調(diào)度模塊從資源中心獲取工人列表，執(zhí)行第一步驟數(shù)據(jù)采集，第二步驟數(shù)據(jù)過濾，調(diào)度模塊會從工人列表中選取具有數(shù)據(jù)采集技能且評級最高的工人并將調(diào)度任務(wù)發(fā)送資源中心,資源中心分配給該工人執(zhí)行數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，調(diào)度模塊會選擇具有數(shù)據(jù)過濾的工人，第三步驟數(shù)據(jù)統(tǒng)計，調(diào)度模塊統(tǒng)計工人的工作情況，實驗室工程任務(wù)完成時間和計劃時間比率、工具耗損率以及出錯率，第四步驟數(shù)據(jù)上傳，上傳第三步中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)到資源中心中進行保存。如果負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員的請求只需一種工人就可以完成，比如負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員請只需要數(shù)據(jù)過濾，資源管理器則直接從工人市場查找對應(yīng)的具有數(shù)據(jù)過濾功能的工人完成工作，用以節(jié)約資源；
消息接收和發(fā)送接口：負(fù)責(zé)發(fā)送命令及接收信息，引用第三方開源的消息發(fā)送工具，本發(fā)明采用Akka，但不僅限于此，Akka是一個用Scala編寫的庫，用于簡化編寫容錯的、高可伸縮性的Java和Scala的Actor模型應(yīng)用，這個工具提供了線程無阻塞、異步的接收和發(fā)送消息接口，從而避免消息并發(fā)時導(dǎo)致的線路阻塞的性能瓶頸。
上述調(diào)度模塊還包括：
流程配置器：用于配置流程信息、提供創(chuàng)建流程、子流程的方法以及定時器。定時器是用于實現(xiàn)流程自動啟動，如果配置了定時器，在配置的時間點會自動啟動這個流程，配置流程的方法可以預(yù)先配置好也可以臨時手動配置流程。
流程調(diào)度器：用于接收資源中心發(fā)送的請求信息和工人任務(wù)執(zhí)行完后返回的信息，并且負(fù)責(zé)裝載正在運行任務(wù)中的環(huán)節(jié)對象：其中環(huán)節(jié)對應(yīng)流程，對象對應(yīng)在此流程正在執(zhí)行任務(wù)的工人。
第二消息接收和發(fā)送接口：負(fù)責(zé)發(fā)送命令及接收信息，提供線程無阻塞、異步的接收和發(fā)送消息接口，接收與發(fā)送動作可以同時進行，從而避免消息并發(fā)時導(dǎo)致的性能瓶頸。
流程調(diào)度表：用于記錄正在運行任務(wù)中的環(huán)節(jié)對象。
調(diào)度模塊預(yù)留一個實時控制/監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)接口，用于界面控制人工干預(yù)、C/S(客戶機和服務(wù)器結(jié)構(gòu))方式的實時監(jiān)控臺，如果下層級調(diào)度引擎無法工作，它的上層級調(diào)度引擎負(fù)責(zé)從調(diào)度市場里取的一個合適的調(diào)度替代；并且通過上層級給予的信息和數(shù)據(jù)庫輸出的記錄，重新初始化；當(dāng)處理機發(fā)現(xiàn)調(diào)度無連接時，會主動去資源中心申請負(fù)責(zé)的調(diào)度，最后處理機連接上調(diào)度的時候，會核對處于臨界狀態(tài)的任務(wù)，如果頂級調(diào)度引擎由于比較重要，所以需要實時有備份做同步；當(dāng)頂級調(diào)度無法工作，資源池會自動選舉出新的頂級調(diào)度，并告訴下層級或處理機新頂級調(diào)度的連接。從而避免當(dāng)前調(diào)度失效后，后面的流程環(huán)節(jié)不能執(zhí)行的情況。
本發(fā)明提供了基于云計算平臺的調(diào)度系統(tǒng)，可以讓不同地域的終端負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員得到的云計算服務(wù)在最短的時間內(nèi)完成自己的請求，合理地利用云計算資源，節(jié)約了使用成本。同時，保證了云計算資源的負(fù)載均衡，提高資源的利用率。實現(xiàn)了地理位置無關(guān)性，能夠遠(yuǎn)距離為負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員提供完全的透明服務(wù)。除了能避免單臺機的資源中心或工人模塊等的單點失效，解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，提高服務(wù)器響應(yīng)速度，服務(wù)就近提供，達到更好的訪問質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供了用于實驗室工程人員安排的云平臺架構(gòu)的方法，包括以下步驟：
工人和/或工人團向資源中心注冊并定時發(fā)送心跳給資源中心，資源中心登記工人和/或工人團的注冊信息；
資源中心接收調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)，根據(jù)調(diào)度人員請求數(shù)據(jù)生成任務(wù)并將該任務(wù)發(fā)送給調(diào)度模塊；
調(diào)度模塊接收資源中心發(fā)送的任務(wù)，根據(jù)任務(wù)向資源中心獲取符合要求的工人列表，在工人列表中選取工人，向資源中心發(fā)送調(diào)用請求，請求調(diào)用該選取的工人；
資源中心接收調(diào)度模塊的調(diào)用請求，將調(diào)度模塊選取的工人安排給調(diào)度模塊，若調(diào)度模塊選取的工人已經(jīng)退出，則根據(jù)依據(jù)工人等級選取工人安排給調(diào)度模塊；
調(diào)度模塊將任務(wù)發(fā)送給資源中心安排的工人，之后，到資源中心里查看該安排的工人是否退出，如果退出就會在工人列表中重新選取工人向資源中心發(fā)送調(diào)用請求；
工人和/或工人團接收調(diào)度模塊發(fā)送的任務(wù)，并執(zhí)行該任務(wù)。
采用上述調(diào)度方法，可以讓不同地域的終端負(fù)責(zé)實驗室工程人員安排的調(diào)度人員得到的云計算服務(wù)在最短的時間內(nèi)完成自己的請求，合理地利用本地或遠(yuǎn)程的云IT資源、節(jié)約了使用成本。同時，保證了云計算資源的負(fù)載均衡，實現(xiàn)了地理位置的無關(guān)性，提高IT資源的利用率。
所述區(qū)域分中心之間是通過網(wǎng)絡(luò)連接的，該網(wǎng)絡(luò)中存在內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生區(qū)域分中心之間需要交互的數(shù)據(jù)需要從內(nèi)網(wǎng)交換到外網(wǎng)的情況時，數(shù)據(jù)發(fā)送包括以下步驟：
步驟1：在內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中提取待交換的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行編碼，生成多個二維碼圖像，以二維碼矩陣的形式規(guī)則地排列顯示在內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上；
步驟2：通過外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的攝像頭采集內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備顯示屏上顯示的矩陣式規(guī)則排列的二維碼圖像；
步驟3：在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備上通過并行計算，解碼采集的二維碼序列，由此獲取交換數(shù)據(jù)；
步驟4：然后在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備上按照步驟1所用的編碼方法對該交換數(shù)據(jù)進行編碼，生成多個二維碼圖像，以二維碼矩陣的形式規(guī)則地排列顯示在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上，然后通過內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的攝像頭采集顯示在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上的二維碼圖像；
步驟5：接著在內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備上通過并行計算，利用步驟3中的解碼方法解碼采集的二維碼序列，將得到的數(shù)據(jù)同待交換的數(shù)據(jù)進行比較，如果相符合，就確認(rèn)在步驟3中獲取的交換數(shù)據(jù)成功，同時更換在內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上的二維碼圖像，如果不相符合，返回步驟4中執(zhí)行，如果進行比較的次數(shù)超過了設(shè)定次數(shù)依然不相符合，外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備顯示告警信息。
通過在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備上按照步驟1所用的編碼方法對該交換數(shù)據(jù)進行編碼，生成多個二維碼圖像，以二維碼矩陣的形式規(guī)則地排列顯示在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上，然后通過內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的攝像頭采集顯示在外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上的二維碼圖像；接著在內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備上通過并行計算，利用步驟3中的解碼方法解碼采集的二維碼序列，將得到的數(shù)據(jù)同待交換的數(shù)據(jù)進行比較，如果相符合，就確認(rèn)在步驟3中獲取的交換數(shù)據(jù)成功，同時更換在內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備的顯示屏上的二維碼圖像，如果不相符合，返回步驟4中執(zhí)行，如果進行比較的次數(shù)超過了設(shè)定次數(shù)依然不相符合，外網(wǎng)系統(tǒng)終端設(shè)備顯示告警信息。這樣就能進行相關(guān)的接收到的數(shù)據(jù)的確認(rèn)，由此才能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的準(zhǔn)確交換數(shù)據(jù)，另外矩陣式規(guī)則排列的二維碼圖像能夠進一步實現(xiàn)快速交換的目的。
以上以附圖說明的方式對本發(fā)明作了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于以上描述的實施例，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種變化、改變和替換。