网络化制造环境下服务匹配与合成问题研究

针对网络化制造环境下制造服务的集成需要,提出了基于语义的制造服务匹配、合成及运行框架。该框架关注网络化制造过程的建模、运行、监控和改进等问题,指出服务的匹配与合成算法是网络化制造服务集成运行框架的关键问题。给出了制造服务的形式化定义,基于语义信息,从功能、输入输出参数及服务质量等方面综合考虑,建立了完整的匹配算法框架。通过建立服务合成的最短路径模型解决服务合成的优化问题。给出了服务匹配与合成算法的应用示例,并提出了进一步的研究方向。     

业务流程管理中基于规格属性及索引机制的服务匹配算法

业务流程管理中服务的输入输出参数是商品或原材料,为了解决服务匹配的问题,提出一种基于索引机制的商品/原材料规格属性的匹配算法。首先,给出服务模型的形式化定义,规格属性的表示方法以及匹配规则;为了提高服务的匹配速度,对服务模型的输入输出参数分别建立了索引,同时对服务的规格属性也建立了索引;基于索引提出了服务的匹配算法,得到了服务的匹配树,并且分析了其时间复杂度。通过模拟实验验证了算法的可行性,并对比了已有算法在匹配时间和数量上的结果,所提匹配算法能提高服务匹配速度10%以上。由于考虑了商品/原材料规格属性的匹配,该算法能真正应用到业务流程管理的服务匹配中。     

基于OWL-S的云制造服务语义匹配方法

针对云制造服务在匹配过程中的多样性、异构性、动态性和多约束性等特点,建立一种基于Web服务本体描述语言的云制造服务输入、输出、前提、效果匹配模型,研究了该模型匹配的参数匹配、属性匹配和综合匹配三个阶段。针对参数匹配过程中本体概念参数和约束条件参数的匹配度量化问题,给出结合语义相似度和基于蕴涵关系推理的量化方法及匹配算法。通过应用实例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于属性描述匹配的云制造服务资源搜索方法

为实现智能、高效、便捷的云制造服务资源搜索,提高服务资源需求与制造服务资源的匹配精确度,在分析现有服务资源属性检索技术和云制造服务资源特点的基础上,提出一种基于属性匹配的云制造服务资源搜索方法,并建立了其中云制造服务资源属性标准化分类描述模型;设计了服务资源同义词字典集和属性字典集,并以此为基础构造了关键词规范化算法和参数化的属性匹配算法。通过算法复杂度分析和实例验证表明,该方法具有云制造服务资源的高效准确匹配的优势。     

三段式动态服务组合优化算法

第四方物流平台中需要从海量服务中挑选运输、仓储等服务并组合在一起,为客户的货物调度需求提供一个解决方案。为提高组合服务的效率和质量,保证货物调度的可靠性和实效性,提出以物流服务质量为目标的三段式动态服务组合优化算法。首先综合主客观权重,构建了能体现用户偏好的物流服务质量评价模型。算法改进了蚁群算法搜索路径的思想,按照制定的服务筛选策略找出多条较优的物流路径（组合服务）,然后建立这些路径中服务的关联网,在关联网上通过贪心选择搜索出最合适的物流路径。性能评价表明,所提算法能够较高效地动态组合出满足需求的高质量物流服务。     

电动汽车无动力中断两挡变速器换挡机构参数优化

针对电动汽车无动力中断两挡变速器,提出一种换挡机构参数优化匹配方法。介绍了该两挡变速器换挡机构,并分析了其换挡工作过程。建立了整车动力学模型,研究了换挡机构参数对冲击度和滑摩功的影响规律。在此基础上,对换挡机构参数进行初步匹配,进一步建立了以换挡机构参数为优化变量,以冲击度和滑摩功为优化目标的多目标优化模型。利用改进灰狼算法,结合MATLAB/Simulink仿真对所建模型进行了求解,并通过案例验证了该算法的有效性。最后,搭建了两挡变速器换挡试验台架,结果表明其换挡过程动力不中断,证明了该两挡变速器换挡机构的合理性。     

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。     

基于自动导引车单向导引路径网络的智能车间设备布局规划

传统的设备布局设计规划方法通常采用两个设备之间的直线距离或者曼哈顿距离作为优化变量,而没有考虑工件搬运设备在实际行驶过程中的路线。在以自动导引车为主的智能车间中,则必须考虑实际物流路径和物流效率。基于自动导引车单向导引路径,采用搬运频率、单位距离成本、最短有向距离等参数建立智能车间设备布局模型,进而利用混沌遗传算法来实现对物流路径的优化和生产设备布局模型的解算。最后,通过对某缸盖智能生产车间的设备布局规划问题的具体研究,借助MATLAB将本文提出的优化算法与遗传—模拟退火算法和简单遗传算法进行对比试验,并将3种优化算法的最终结果在Plant Simulation平台上进行仿真运行,试验结果表明了所提出的基于自动导引车单向导引路径网络的智能车间设备布局规划方法的有效性。     

基于Petri网的虚拟供应链物流网络优化

为了提高虚拟供应链中的物流运作效率，提出了一种基于Petri网的物流网络优化方法。该方法首先分析虚拟供应链物流的组成，确定库所、变迁及其属性；其次建立物流网络的Petri网模型图和数学规划模型；然后分析物流过程，找出瓶颈环节，并确定重要参数的取值，采用数学规划模型计算各物流指标的最优值。最后，给出了一个对陶瓷产品的虚拟供应链物流网络进行优化的案例。     

柔性车间的多工艺路线与布局联合优化

为解决柔性车间布局过程中常忽略工艺与布局相互影响的问题,并提高柔性车间布局的鲁棒性,提出多工艺路线和车间布局联合优化模型。该模型以总体物流成本最低为优化目标,同时考虑车间布局与多工艺路线规划以提高整体的优化效果,其中根据产量决定各产品加工工序序列在总体规划中的影响程度,并将出入库物流与换模物流纳入总体物流成本中,以进一步提高优化结果的准确性。提出多决策变量优化算法对该模型进行优化求解。为保证算法的搜索效率和种群多样性,在提出种群分散度和种群休整策略的基础上,采用遗传算法和粒子群算法思维分别对路径规划与布局方案两个决策变量的解进行同时搜索,以确保总体优化效果最佳。通过实例将联合优化与工艺和布局分开优化的结果进行对比,验证了该联合优化方法的有效性。     

语义Web服务在业务协同与供应链集成中的应用

在面向服务架构中,Web服务组件由于不具有语义特征,难于在供应链的业务协同中实现流程的自动编排。通过引入领域本体,提出了一种基于语义Web服务的供应链协同和集成框架,讨论了语义Web服务的过程以及服务匹配和组合算法,并以物流服务为例说明了业务协作流程的自动组合过程。结果表明,语义Web服务在面向服务的供应链集成中具有流程自动化合成和灵活重构的敏捷性特点。     

面向服务质量的交互式Web服务选择

在大量相似服务共存竞争环境下,为了实现面向服务质量的Web服务选择,分析了Web服务质量综合、模糊、动态和可配置特征,指出了当前服务描述和查找标准在服务质量信息描述和应用方面的不足。提出了Web服务的服务质量语义描述模型;设计了基于综合模糊评价系统的柔性可配置Web服务的服务质量需求语义描述模型;提出了改进的服务描述、查找和集成过程,利用基于合同网的交互协议规范的服务提供方、中介服务和服务用户3方协作,实现了面向服务质量的交互式Web服务选择。     

基于Chord和语义映射的Web服务发现

为了克服集中式的语义Web服务发现的弊端,在分析现有P2P环境下的语义Web服务发现机制的基础上,提出了一种基于Chord和语义映射的服务发现机制,可以根据服务的输入/输出迅速、准确地定位到目标服务,并通过一种语义映射策略克服了Chord网络在对基于语义的模糊检索支持上的不足。此外,根据局部性原理在每一个注册中心上采用了类似于计算机操作系统中快表的策略。研究结果表明,该Web服务发现机制有效提高了服务发现效率。     

基于质量相似度的Web服务信誉度量

为提高Web服务信誉度量的灵活性和真实性,提出一种基于服务质量公告值和实际值相似度的Web服务信誉度量模型。通过上、下两层本体,描述了Web服务服务质量的语义和层次化的服务质量指标体系。提出一种支持层次化服务质量指标体系的质量相似度算法,并将质量相似度作为信誉度量的依据。信誉度量算法以统计理论为基础,引入遗忘因子和波动因子,并考虑了服务质量的发展趋势和波动情况对服务信誉的影响。实验表明,该模型具有良好的灵活性和实用性。     

基于语义Web服务的协同物流与集成技术研究

利用语义Web服务理论,研究了供应链中物流资源管理与集成、物流服务与业务协作的架构和实现方法。讨论了语义Web服务过程,构建了物流资源本体,设计了基于Web服务组件的协同物流集成框架和物流服务智能搜索引擎。提出了面向服务的跨企业业务协作模型,并以订单处理流程为例详细讨论了在Java2平台企业版平台下,生产商、物流企业和客户之间业务协作的实现方法。最终实现了语义本体理论、Web服务设计理论、面向服务的协作理论和基于面向服务的体系架构的协同物流信息系统的集成。     

基于面向服务架构的企业间业务协同服务平台及技术研究

借鉴面向服务的架构、业务流程管理和语义Web服务等相关的标准和技术,讨论了面向服务架构的结构、服务类型划分、服务总线,然后利用现有的服务中间件,建立基于面向服务架构的企业间业务协同服务平台.平台采用基于面向服务架构的业务流程管理框架,分离核心业务逻辑和流程控制逻辑,采用面向语义的流程服务模型,构建Web服务的执行环境,以提高业务服务和流程服务的动态发现和建模能力,最后给出了原型.     

支持约束声明的服务描述技术

现有的研究仅关注描述服务的属性,而未描述服务的行为属性,如属性的取值范围以及属性取值之间的关系。为此,将约束声明引入到服务描述中,将属性的取值范围及其间的关联关系看作服务的约束条件,定义了约束的表达形式和分类,从而有效地描述Web服务的功能和行为特性。在此基础上给出基于约束的匹配算法来度量服务与请求之间的匹配程度。讨论了该模型的体系结构和实现机制,并在实际项目中得到了应用。     

语义Web服务框架模型研究

Web服务发现只采用基于关键词匹配的方法查找服务，未能按用户的要求细致地描述服务，这样查找到的服务很难达到优化的目的。为此，提出了语义Web服务框架模型。通过对Web服务添加丰富的语义描述，将用户的要求按约束的形式形成服务模板；然后，将服务模板与统一描述、发现和集成协议中的服务进行基于服务领域、数据语义和功能语义的相似性匹配，从而形成候选服务集合；最后，按用户的约束条件（用服务质量语义表示）从该集合中找到最佳服务。试验证明，该模型在很大程度上提高了Web服务处理的精准度和效能，同时将以往能否找到合适的Web服务的问题提升为怎样选择最佳Web服务的问题。     

Web服务组合语义一致性验证研究

通过分析Web服务组合正确性验证方法,给出了与Web服务组合相对应的语义Petri网.使用语义Petri网不但可以描述Web服务组合过程,而且能够进行Web服务组合的正确性验证.提出了Web服务组合语义一致性所包含的内容,给出了其相应验证算法.最后,进行了总结,并提出了下一步的工作.     

面向本体的语义服务组合评价模型研究

为提高服务组合的精确性和一致性,提出一种面向本体的语义服务组合评价模型,并采用面向本体的语义服务描述方法来增强服务识别定位能力。建立了一种评价模型来度量服务组合情况,以提高服务组合的鲁棒性。据此建立服务组合评价的多目标优化模型,通过多目标的改进性遗传算法求解服务组合,采用层次模糊评价体系分析各类服务组合,并选择最高的评价结果作为最终服务组合结果。最后通过应用分析表明,克服了传统服务组合的局部性、单一性和评价不对称性,使服务组合更加高效。