面向云制造的服务组合执行引擎框架研究

云制造模式下,制造资源被封装成制造服务,通常以服务组合的方式满足用户复 杂的制造需求。针对云制造服务组合执行过程中高效性、准确性和动态性等要求,提出了面向 云制造的服务组合执行引擎框架,并详细阐述了引擎运行机制。首先,通过解析云制造服务组 合描述文件,构造服务组合节点和服务组合依赖边,建立服务组合节点参数关联关系,归纳推 倒出相应的执行规则。然后,基于执行状态变更的服务组合执行算法实现了制造服务组合的动 态执行。最后,给出了面向电梯产业联盟的云制造服务组合执行引擎实例,验证了框架的可行 性和有效性。     

考虑执行可靠性的云制造服务组合算法

由于制造资源的调用与执行比计算资源要复杂得多,使得在云制造环境下的服务组合执行可靠性成为必须考虑的问题.为此,提出一种基于离散粒子群智能优化的、考虑执行可靠性的云制造服务组合算法.以概率密度函数描述服务可靠性,基于服务模型库动态生成云制造服务组合的工作流模型,基于语义实现服务匹配,通过离散变量粒子群优化算法计算出执行可靠性最优的云制造服务组合方案.最后以结构设计工作流模型为例,在不同服务实例规模、不同恶意服务占比情况下验证了其有效性和可靠性.实例结果表明,在恶意服务占比较高时,该算法仍能保持较高的服务执行可靠性.     

面向智能制造的在线通用虚拟装配系统

针对智能制造领域存在的虚拟装配系统通用性不足的问题,提出一种在线通用虚拟装配系统。该系统在传统虚拟装配方法的基础上研发了针对复杂层次化模型的通用装配算法,结合装配管理数据库自由规划装配序列,基于客户端网站实现在线虚拟装配,用户可自主上传三维模型数据并进行可视化装配逻辑设计,利用云服务器端的高计算性能和渲染性能降低客户端硬件要求,便于系统统一维护和更新,具有便捷性、灵活性、易推广的特点。以飞机、航空发动机、汽车发动机三种模型为例对系统的可行性进行检验,并且,以飞机虚拟装配为例,对系统的交互性能进行测试。实验结果表明,对于不同机械产品,系统具有通用性,其中,以飞机为例的130 s装配时段中,人机交互的每帧间隔时间最大为10.9 ms,最小为6.8 ms,平均间隔时间为8.79 ms,人机交互性能良好,能够满足用户交互需求。     

基于业务流程的制造云服务组合模型

为了提高云制造系统中制造云服务的组合成功率,实现组合云服务与用户业务需求的准确匹配,在对制造云服务、流程节点任务、云服务的可组合性和流程匹配进行形式化描述的基础上,提出一种基于业务流程的制造云服务组合模型。该模型由业务流程引擎、业务流程、选择逻辑、评估逻辑、监控逻辑、知识库和原子云服务集构成,在功能匹配的基础上,对候选服务的可组合性进行检查,结合负载、服务质量(QoS)和业务流程信息,选择合适的云服务,并将其挂接在业务流程上实现制造云服务的组合。对制造云服务的组合流程进行了详细描述,并给出云服务组合的实现方法。实例分析表明,该模型能够有效地选择满足业务需求的云服务实体并进行组合,从而提高制造云服务的组合成功率,保障用户制造活动的顺利进行。     

云制造服务组合研究综述

随着工业化的飞速发展,制造业作为推动工业化的主力军必须加快发展步伐,因此,一种新的面向服务的制造模式——云制造被提出.云制造旨在在分布式制造资源和能力之间进行共享和协作并与需求构成一种按需的资源分配和使用方式,在选取最优性能服务的同时将这些服务组合成一个满足用户需求的复合服务需要不断进行探索.云制造服务组合是一种典型的...     

云制造环境下面向多目标优化的虚拟资源调度研究

为解决云制造环境下虚拟资源调度存在的算法求解效率不高、模型建立缺乏考虑任务间关系约束和任务间及子任务间的物流时间及成本因素等不足,构建了兼顾交货期时间最小化、服务成本最低化、服务质量最优化为目标的多目标虚拟资源调度模型;采用一种基于项目阶段的双链编码方式进行编码,并提出自适应交叉与变异概率公式,以避免交叉、变异概率始终不变导致算法效率下降与过早收敛的问题;在此基础上利用基于项目阶段的多种交叉变异策略相结合的改进遗传算法进行求解,保证了算法的全局与局部搜索性能。实例结果表明,相比于传统的模型与算法,该模型适用性更强,改进的遗传算法在求解效率、准确度与稳定性方面均有较大提高。     

面向中小企业的云制造应用

云制造是采取包括云计算在内的当代信息技术前沿理念,支持制造业在广泛的网络资源环境下,为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务。云制造为中小企业提供了面向中小企业公共服务平台,能够促进中小企业快速地发展。通过中小企业的发展现状,详细地分析了云制造对中小企业发展产生的作用。     

具有空闲时间的云制造作业车间调度方法

针对云制造企业的剩余能力利用问题,研究具有空闲时间的车间调度方法.构建云制造作业车间的调度框架,以最小化工期为目标,考虑设备空闲时间,提出工序加工时间序列的确定方法和空闲时间段的更新策略,采用基于工件的精简编码和改进的二阶粒子群算法求解工件最优调度顺序.仿真结果验证了所提出调度方法的可行性.与已有算法的对比分析表明,改进算法具有良好的搜索性能.     

基于SIMAN／CINEMA的制造车间可视化仿真研究

提出了基于ＳＩＭＡＮ／ＣＩＮＥＭＡ的制造车间可视化仿真的开发思路和实现方法,对优化制造车间生产性能具有重要意义,同时,也为虚拟制造系统的研制提供了一个基础。     

云制造环境下基于可信评价的云服务选择

针对云制造环境下因存在大量功能相同或相似的制造云服务而导致用户很难获得合适云服务的问题,提出了一种基于可信评价的制造云服务选择方法。对问题进行了抽象,将可靠性、可用性、时效性、价格和诚信度纳入可信特征集,并考虑评价时间、评价者的诚信度对可信值的影响,采用加权平均的方法计算制造云服务的整体可信度;在此基础上,综合考虑制造云服务的功能、任务负载、当前状态和物理距离等因素,通过匹配功能、任务负载和价格,并结合可信评价值来指导云服务的选择。仿真结果表明,所提方法能够有效地识别云制造环境下的制造云服务实体,可提高交易活动的成功率,满足用户的功能需求和非功能需求。     

基于云制造平台的云资源语义描述研究

为解决通过云制造平台实现资源描述的问题,采用分而治之的思想将云资源细分归类后进行分别描述,提出了一种基于云制造平台的“框架建立-框架获取-资源描述”三阶段的资源语义描述机制。针对web服务类云资源,建立了资源服务与服务请求的本体描述模型,在此基础上设计了服务发现算法。开发了云制造应用平台原型系统,验证了提出的资源描述与发现的方法。     

Multi-objective optimal scheduling of reconfigurable assembly line for cloud manufacturing

We propose a multi-objective optimization scheduling model to improve the production efficiency of a reconfigurable assembly line. We aim to minimize the costs of assembly line reconstruction, achieve the production load equalization, and minimize the delayed workload using this model. However, the proposed multi-objective optimization model is significantly complex for conventional mathematical optimization methods. Thus, we present an efficient solution approach based on a distance sorting particle swarm optimization. Finally, a case study is conducted to illustrate the feasibility and efficiency of the proposed method. Experimental results indicate that our proposed approach can significantly improve the production efficiency (i.e. increased production load balance, minimized reconstruction cost, and minimized delayed workload).     

面向柔性制造车间的多目标RFID网络规划方法

针对具有多种覆盖需求的柔性制造车间RFID网络规划问题,以部署成本、阅读器干扰与阅读器效能为多优化目标,提出一种分层聚类、冗余消减与梯度下降方法集成的RFID网络规划方法,采用分层聚类算法确定RFID初始数量与部署位置,采用冗余阅读器消减算法优化RFID数量,采用梯度下降算法优化RFID部署位置从而实现网络规划多目标优化。实验研究表明,提出的方法在多目标综合性能方面优于传统基于分层聚类方法、遗传算法、粒子群与冗余消减混合方法的RFID网络规划方法,验证了该方法的有效性。     

A standard manufacturing information model to support design for manufacturing in virtual enterprises

Manufacturing enterprises are being forced into greater collaboration with customers and suppliers in order to produce quality products in smaller batches, shorter lead times and with greater variety. Consequently, the design-for-manufacturing task must be conducted in these virtual and distributed enterprises across traditional organizational boundaries. This paper proposes the use of standard information models to support the product realization process. While extensive work has been performed in developing product data models little effort has been performed in developing a manufacturing model. The design-for-manufacturing stages are identified with their requisite information requirements. Different approaches used to model various aspects of manufacturing processes are reviewed and found inadequate for supporting the entire design-for-manufacturing task. The development of a standard manufacturing systems information model written in EXPRESS and based upon the modelling me thodology adhered to by standard for the exchange of product (STEP) is proposed to fill the void. Initial developments in this area are discussed, the model is illustrated with an example, and the potential benefits to manufacturing are reviewed.     

云制造环境下基于关联度的资源组合方法

云制造环境中资源数量巨大,且广泛分布,对于业务过程而言,合理的资源组合可提高资源的选取效率以及利用率。以工作流模型为基础,根据资源之间的依赖关系构造关联度矩阵,进而采用键能算法对关联矩阵做二分变换,将依赖关系强的资源聚集到一起,形成若干个资源集。以产品设计、加工和组装为例,通过实验以及对资源选取效率的对比,验证该方法的有效性。