制造云服务组合异常自适应调整方法

为解决云制造环境下服务组合过程中出现的异常问题,提出了一种制造云服务组合异常自适应调整方法。通过建立异常处理模型对异常信息进行捕获、分类和抽象,并给出了一系列相应的异常调整策略,利用异常处理评测机制和异常自适应调整算法,实现服务组合对异常情况的自适应调整。实验结果表明,该方法能有效地解决异常问题,提高制造云服务组合的柔性。     

考虑稀缺服务与质量损失云制造服务组合问题

云制造是一种实现制造资源和能力流通的先进制造模式,而云制造服务组合是云制造中的一个关键问题.云制造平台上的部分高端制造服务具有稀缺性,在面向复杂重型装备的制造服务中尤其如此.同时,云制造过程中由于生产环境的波动而导致的产品质量损失不可忽略.考虑上述情况,在基于帕累托包络的选择算法(PESA2)的基础上,提出一个改进的双目标云制造服务组合模型及基于距离的自适应PESA2算法(DA-PESA2).该模型考虑制造服务的稀缺性,并将产品质量损失和生产过程中的可持续性过程指标纳入模型.在DA-PESA2算法中,基于距离的自适应机制能更好地兼顾服务质量和可持续性两个目标.实验的结果及各项指标均表明,DA-PESA2算法在寻找高质量的服务组合解方面具有良好的性能.     

云制造环境下基于动态描述逻辑的制造服务匹配研究

为解决云制造环境下制造服务显著的异构性、动态性给云制造服务匹配带来的难题,提出了一种基于动态描述逻辑的制造服务匹配方法。建立了基于动态描述逻辑的动作描述理论,给出了复杂动作在描述、拆解、组合过程中需要遵循的原则,提出了"五层三阶段"的云制造匹配策略。用基于DDL的六元组对云制造服务进行建模,该模型能够准确地描述云制造服务的输入、控制和输出,为云制造服务匹配提供语义表达基础,同时,给出了匹配策略下的制造服务匹配规则及初步匹配算法实现。最后,通过对已有锻造系统的云化改造,证明了该方法能够有效地完成云制造环境下制造服务匹配工作。     

面向云制造系统复杂任务请求的服务组合优化框架

为破解因多任务、强QoS约束及任务过量等因素导致云制造系统组合效果不佳的问题,研究并提出了面向复杂任务请求的全局优化策略框架。该框架以多任务全局优化、组合服务捆绑与共享为基本原则,提出了“单组合执行每任务”、“多组合执行每任务”及“多组合执行多任务”三种组合模式并建立了问题模型,最后利用基于混合算子的矩阵编码遗传算法予以实现。实验结果表明,该框架能高效、高质量响应云制造系统的复杂任务请求。     

制造云服务的按需供应模式及其关键技术

针对云制造环境下制造云服务的特点,在分析制造云服务按需供应相关研究存在的一些不足的基础上,提出制造云服务按需供应模式的架构,基于提出的客户需求分离点将云服务按需供应模式分为按需求提供、按需求组合、按需求设计和按需求研发四类子模式.从整个供应流程的角度分析了云服务按需供应模式的过程模型,建立了按需供应模式涉及的主要关键技术的技术体系.着重研究了多维度的云服务检索与匹配、人机交互式的云服务组合两个基本关键技术.开发了一个面向模具行业的云服务按需供应中心,通过实际案例验证了该云服务按需供应方法的可行性和有效性.     

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。     

云制造环境下支持演化的制造云服务元建模

针对制造云服务运行环境的高度动态开放性,在分析了制造云服务建模需求的基础上,提出了支持演化的云服务元建模框架,着重研究了框架的语义表示层中的云服务元模型架构。在云服务元元模型层,给出了云服务元元模型的形式化定义及云服务的概念模型。在云服务元模型层,阐述了云服务业务主对象、业务元对象和业务元数据的模型结构及演化操作对象、演化日志对象的模型结构。在云服务模型层,基于Web本体描述语言建立了云服务本体。在此基础上,提出了云服务的演化过程模型。开发了一个面向模具行业的制造云服务管理平台原型,通过实际案例验证了该云服务建模方法的可行性和有效性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

面向用户偏好的智能云服务平台研究

分析了云制造当前国内外研究现状,立足于云制造以用户为中心的核心思想,在云服务平台上,当用户需求不明确与面对云服务平台上海量服务云时,以用户对LED灯具的需求为例分析了面向产品全生命周期某个服务阶段和面向产品全生命周期服务链的个性化服务模式。提出了一种面向用户偏好的智能云服务平台体系架构,对实现面向用户偏好的个性化服务模式所涉及的关键技术进行了分析,为未来实现面向用户偏好的智能云服务平台提供了理论支撑。     

基于MapReduce和多目标蚁群算法的制造云服务动态选择算法

基于云计算技术和云服务技术研究了云服务的动态选择问题,给出了云制造服务层次化模型,提出了一种基于MapReduce和多目标蚁群算法的制造云服务动态选择算法(CSSMA)。依据CSSMA设计了多目标蚁群算法、Map函数、Reduce函数和优化策略等,并将其分布式并行运行于制造云平台中。仿真实验结果表明:CSSMA具备良好的处理大规模问题的能力,适用于制造云服务动态选择问题的求解。     

[数据驱动的智能服务]面向凸轮轴磨削加工的智能决策云服务实现

Cloud service mode of intelligent decision in the camshaft grinding processes was established on the basis of analyses of characteristics in camshaft grinding processes and needs of intelligent decision-making under the cloud manufacturing mode. The overall framework of software for intelligent decision of the camshaft grinding processes was designed. Then the process intelligent decision-making software was developed, which included modules such as foundation integrated database, process knowledge base, process definition and decision-making optimization. Finally, the cloud service platform of intelligent decision for camshaft grinding processes was built and example verification was carried out,which realizes the cooperative development with intelligent decision and process data, a new way and the implementation approach are offered for efficient grinding processes of camshafts.     

基于第三方云平台的服务价值链多链知识图谱构建

基于第三方云平台业务数据资源,面向服务价值链多链知识共享和重用的需求,提出服务价值链多链知识图谱构建框架和方法。从服务业务、服务资源和产品等维度出发,构建了服务价值链多链知识体系,设计了服务价值链多链知识图谱构建框架;研究了服务价值链多链知识图谱模型,提出基于二阶段的知识图谱模型构建方法用于求解服务价值链多链知识图谱模型,并实现了对知识图谱的存储;基于第三方云平台数据资源,以相关服务业务为例构建服务价值链多链知识图谱,验证了该知识图谱构建方法的可行性。     

智能制造 调度为先——《制造系统智能调度方法与云服务》导读

随着越来越多小微型企业对制造车间“万物感知、万物互联、万物智能”的需求,结合大数据和云计算技术,针对制造资源和生产任务,构建多种制造类型下的调度算法库,提供智能调度方案,是实现制造系统高效运行的关键。为了探讨智能调度的原理、方法和云端化实现路径,笔者撰写了《制造系统智能调度方法与云服务》一书,全面介绍了制造系统中多种复杂调度问题,重点介绍了各类调度问题对应的调度方法,结合云服务框架介绍了不同调度方法的云端化技术与实现方式,搭建了基于云计算的制造车间智能调度算法库及服务系统。本书为推动我国制造业的智能化发展和企业应用提供参考,对提升我国制造业的核心竞争力具有重要意义。     

基于服务编排的云制造服务协同

制造产品价值创造已演变为跨组织的协同,基于业务流程执行语言等服务编制的方法难以应对多主体、多样化和动态化的服务组合流程管理需求。提出了一种基于WS-CDL的云制造服务编排方法,对云制造服务协同流程进行预先定义并在执行过程中遵照执行。通过设计信息交互接口规范和扩展WS-CDL协议,实现云制造服务协同的标准化描述,促进跨组织服务之间的有效沟通。通过仿真对比验证了服务协同方法能改善服务执行效率,提高服务供应商的资源利用率。