图形数据库技术在云制造资源建模中的研究与应用

云制造模式下的制造资源在继承网络化制造、敏捷制造等模式下制造资源特点的基础上,还具有资源共享、服务性和动态组合性等特点。原有的资源建模方法如基于本体、面向对象的建模方法在资源描述能力、使用方便性等方面存在一定问题。为此以蕴含丰富语义、表述方便的基于网络的图形数据库为基础,通过对集团企业制造资源的分析,对制造资源建模体系进行研究。以设备资源为例,应用图形数据库进行资源建模,并构建由云购买、云管理、云查询和云租赁模块组成的制造资源服务平台。     

面向云制造的制造资源模型研究

通过分析云制造系统的运作模式和体系结构,得出了制造资源在云制造系统中的地位和作用,然后在此基础上提出了面向云制造系统的制造资源数据模型。结合云制造的特点,通过对资源数据模型的分类信息、对象信息和属性信息3个层次的信息描述,建立了制造资源数据的三维模型,该模型支持云制造系统中的制造资源构建、制造资源封装、制造资源能力模型构建以及资源评价等。     

面向云制造的制造资源模型研究

通过分析云制造系统的运作模式和体系结构,得出了制造资源在云制造系统中的地位和作用,然后在此基础上提出了面向云制造系统的制造资源数据模型。结合云制造的特点,通过对资源数据模型的分类信息、对象信息和属性信息3个层次的信息描述,建立了制造资源数据的三维模型,该模型支持云制造系统中的制造资源构建、制造资源封装、制造资源能力模型构建以及资源评价等。     

面向集团企业云制造的知识服务建模

为解决集团企业云制造中知识资源的共享和重用问题,在对集团企业云制造知识服务需求分析的基础上,提出集团企业云制造的知识服务应用模式,用户可以方便地调用集团内的各类知识服务,也可以从外面获取知识服务或者向外提供知识服务。在云制造环境下构建了知识服务系统体系架构。提出静态和动态两种知识服务方式,研究了两种知识服务的建模方法。通过多领域本体、分布式索引、知识服务需求感知建立了静态知识服务模型;通过知识梳理、动态知识封装、服务封装的方式建立了动态知识服务模型。通过一个应用示例,说明了两种知识服务的服务过程。     

面向云制造的资源集群聚类方法研究

针对云制造平台海量多样的服务资源分类界限模糊的问题,分析了云服务和制造资源之间的关系,提出云制造下混合式资源服务聚集模型。此外,文章基于k-means聚类算法建立了聚类有效性评估函数;针对k-means聚类算法对初始聚簇中心敏感易陷入局部最优的缺点,引入蛙跳算法确定初始聚簇中心,利用反向解扩大初始蛙群的搜索范围,结合最优解均值改进族群最差蛙的优化,提高族群的信息共享能力,结合改进后的蛙跳算法和k-means迭代,提出一种基于蛙跳算法改进的k-means聚类算法。最后,以两种数据集和云平台上同类机床资源为例,验证了所提聚类算法的有效性和可行性。     

制造资源云集成元建模及云Agent服务调度研究

针对云制造过程中的制造资源虚拟化问题,分析了制造资源的存在形态、构成及其属性,提出基于RFID技术与对象名解析服务的制造资源感知与追溯逻辑架构,以实现物理制造资源虚拟化;通过建立虚拟制造资源静态-动态集成元模型,为异构、动态的虚拟制造资源的重组和融合提供统一描述机制;在此基础上,将移动Agent和云服务发现机制相融合,提出云Agent（cloud  Agent）的概念,并基于资源中介的改进合同网机制,实现云制造服务自适应管理和调度;给出了面向复杂产品协同的制造资源云服务平台原型系统,并结合汽轮机制造服务协同应用案例,初步实现了制造资源虚拟化和服务部署。     

面向服务的制造新模式——云制造研究综述

云制造是一种面向服务的制造新模式,首先从技术实现角度对云制造及其相关内容(制造资源、虚拟资源云池)进行定义,并对云制造区别于其他已有制造模式的特点进行总结;然后从不同角度对云制造研究现状进行阐述,并总结现有研究的不足之处;最后给出云制造体系结构,并对云制造服务系统实现的关键技术进行分析.     

面向服务链构建的云制造资源集成共享技术研究

为实现时序约束关联任务驱动的云制造环境下面向服务链构建的制造资源集成共享,研究并提出一种能促进云制造环境下制造资源快速共享、广域集成和分散服务特点的服务过程模型,对基于语义本体的云制造任务与资源建模、基于Web服务资源框架的云制造资源的平台服务化封装方案、云制造任务分解与时序约束关联原子任务链构建技术,以及云制造资源服务链构建技术等关键问题进行了研究,有效解决了云制造环境下异构资源描述、虚拟化、检索匹配与服务组合问题,最后通过仿真算例对提出的云制造服务模式及技术方案进行了验证。     

机床装备云制造服务建模方法研究

针对云制造环境下机床装备制造服务的共享和集成,在分析机床装备云制造服务建模的特点及需求的基础上,提出一种基于机床装备资源层、机床装备服务语义描述层和机床装备服务实现层三层结构的机床装备云制造服务建模实现框架,基于该框架对机床装备制造资源分析、机床装备制造资源语义描述和机床装备制造服务实现进行研究。通过对一类机床进行云制造服务建模,验证了该建模方法的可行性及有效性。     

云制造模式下制造能力建模关键技术

阐述了云制造模式下制造能力的内涵,并对制造能力模型构建及描述机制等关键技术做了深入探讨。归纳和总结了当前制造能力研究现状及存在的主要问题,给出了云制造模式下制造能力的概念与分类。构建了制造能力多维信息模型,并给出了针对该模型的制造能力描述框架,为最终实现制造能力形式化描述提供了支持。结合云制造模式下对制造能力共享的实际需求,依据所提出的建模理论和技术,初步开发了一个支持用户按需使用的制造能力服务化系统原型。     

面向新产品开发的云制造服务资源组合优选模型

针对面向新产品开发的云制造服务资源组合在优选过程中的不确定性、粗粒度性、多样性、动态性等特点,提出包含T（服务时间）、Q（服务质量）、C（服务成本）、A（可用性）、Co（可组合性）、Tr（可信任性）、Ma（可维护性）和Su（可持续性）等八大目标变量的优选目标体系,建立一种面向新产品开发的云制造服务资源组合优选模型,并采用灰色关联度分析方法对该模型的求解过程进行了分析。以一个应用实例验证了该优选目标体系及优选模型的正确性和实用性。     

云制造资源虚拟化研究

为实现软硬物理制造资源的全面互联、感知与反馈控制,并将物理制造资源转化为逻辑制造资源,解除物理制造资源与制造应用服务之间的紧耦合,以支持资源高利用率、高敏捷性、高可靠、高安全、高可用的虚拟云制造服务环境,分析了云制造资源虚拟化的相关技术,提出了云制造资源虚拟化框架,论述了虚拟化支持下的云制造关键技术.指出云制造资源虚拟化能够实现更全面和更深入的软硬资源共享;能够形成具有高扩展件和灵活伸缩性的大规模虚拟资源云池;能够按需动态敏捷调配资源,获得资源高利用率并实现节能降耗;能够支持高可靠、高安全的多主体协同运行;能够支持生生命周期用户按需获取普适化的高可用服务操作环境.     

基于双层规划的云制造资源服务组合

为解决云制造环境下制造资源组合优选问题,构建了面向资源供应方、服务需求方以及云制造平台运营方三方利益的制造资源服务组合双层规划模型.该模型利用前景理论,建立了以时间、成本、交付物质量等为约束条件,服务质量为目标函数的上层规划模型,以及以资源供应方剩余负载为约束条件,资源利用率为目标函数的下层规划模型.最后,采用云遗传算...     

面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型

针对制造服务资源在制造商搜索、获取、匹配、交易、使用过程中的多样性、动态性、离散性等特点,提出了一种云制造服务资源集聚机制与新的商业模式,建立了面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型,并采用直觉梯形模糊集匹配算法进行求解。通过某风电设备的云制造服务应用验证了该模型的可行性,研究成果为促进装备制造服务化发展提供了一种先进实用的方法和关键技术。     

制造云构建关键技术研究

阐述了云制造系统中"制造云"的构建过程,并对制造云构建过程中所涉及的主要关键技术做了较深入的探讨.给出了制造云及制造云服务的相关说明,对云制造模式下的资源进行了详细分类.在此基础上,围绕分散资源的感知、虚拟接入、服务化和云服务部署等关键问题展开了研究,并提出了制造能力元描述模型,为最终实现高效、智能的云制造系统提供了支持.结合产品全生命周期设计、仿真阶段任务需求,依据所提构建方法与关键技术,初步开发了一个面向设计仿真的云服务平台原型.     

云制造资源服务能耗评估及应用

针对目前云制造平台中资源数据采集、制造服务化接入、服务柔性组合、制造服务综合效用评估和优化配置以及服务应用过程中忽略了能耗重要性等问题,提出了基于物联网的云制造资源服务能耗综合评估框架和云制造服务能耗计算模型,建立了制造服务负载、空载、附加能耗条件下的各类能源消耗计算矩阵,给出了制造服务综合能耗计算方法,并分析了能耗评估框架内各个层次所涉及的关键技术。以制造资源为例,给出了制造资源概念模型,通过物理标志语言描述了资源能耗信息,举例说明了某种制造服务单位综合能耗的计算,并初步设计了一种云制造资源接入与信息管理系统。     

云制造服务资源描述及匹配问题研究

提出了基于本体建模和X M L的云制造服务资源描述方法,建立了云制造服务资源匹配模型。最后搭建了面向中小型企业的云制造服务原型系统,对所提出的理论进行了初步的应用验证。     

面向制造及管理的集团企业云制造服务平台

单纯的制造向服务化制造转变是未来企业的发展趋势.为支持这种转型,通过有效的资源整合解决转型阶段波动的订单需求与持久性制造能力之间的供需矛盾,提出了面向制造及管理的集团企业云制造服务平台.以中国北车股份有限公司为例分析了当前集团企业的资源和需求特征,提出了云企业及云制造服务的概念,通过资源整合、需求整合和按需优化配置实现了制造过程服务化和管理过程服务化.分析了面向制造及管理的集团企业云制造服务系统、云制造服务平台及相关的体系结构与核心技术.最后,指出通过此服务平台的应用,能够支撑集团企业实现从制造型企业向制造加服务型企业的产业转型.     

基于数据云与应用云分离模式的制造资源云定位服务平台

为了实现各参与方的业务功能解耦,给出了一类涉及服务需求方、制造服务提供方、制造应用提供方、服务平台运营方四种角色的云制造服务模式.该模式进一步将制造应用提供方细分为解决方案集成方、应用上具开发方、基础数据提供方等角色实现了数据云与应用的分离.着重研究了其中的基础数据提供方,探讨了一种基于制造资源定位技术的制造资源基础数据云平台及其组成,讨论了云定位技术在制造环境下的若干应用场景.最后给出了一种基础数据云与应用云分离的云制造服务框架,为构建云制造服务的实际应用模式提供了新的思路.     

非稳态云制造服务过程资源异常管理方法

为降低云制造服务过程中由于云制造资源动态变化导致的服务不确定性,构建了非稳态云制造服务过程管理框架,定义了云制造服务与云制造资源之间的关联约束关系,对云制造资源异常事件进行分类定义并建立了单源、多源制造资源异常事件的传播算法与响应机制,开发了非稳态云制造服务过程管控原型系统。在某钢琴制造企业样机试制云服务过程中进行了原型验证应用,结果表明,所提方法能够对影响服务时效的资源异常事件及时作出响应,具有较好的可行性。