基于加权负载计算的制造网格资源分组调度策略

依据制造产品对各种制造资源的需求匹配关系和制造网格中已封装资源的综合复杂度，给出了制造网格中各类资源的加权负载计算方法，并根据各类资源的加权负载，提出了制造网格资源分组调度策略。分析表明，本文提出的基于加权负载计算的制造网格资源分组调度策略与目前普遍采用的基于多级代理的调度策略相比，具有资源调度方案设计简洁、易于实现和资源利用效率高等优点。     

制造网格中服务质量管理系统的研究

为确保制造网格平台提供的各种制造资源及服务达到使用者的功能与质量要求,建立了制造网格服务质量管理系统。在该系统中,任务分解通过特征匹配和相似度搜索算法、服务质量约束分解、服务质量分解结果验证等过程实现;资源调度通过服务质量属性匹配,基于时间、质量、成本、服务和信誉度的多目标决策建模,以及容错处理等过程实现;资源预留采用基于预留策略和任务列表的方法实现;服务等级协议则通过服务等级协议协商、违约检测、违约赔偿以及服务等级协议中止等过程实现。制造网格服务质量的研究,贯穿产品开发、制造、管理和销售等整个生命周期,其成果直接影响制造网格的实用性,是制造网格从“研究”走向“应用”的一个重要环节。     

制造网格中资源管理与调度系统的研究

为解决制造网格 (MG)中资源管理与调度问题 ,本文开发了制造网格信息服务 (MGIS)和制造网格资源调度器 (MGRS) ,建立了制造网格资源管理与调度系统。其中 ,MGIS通过集成Globus提供的检测查询服务 (MDS)和各种制造资源封装模板实现了资源的远程封装、注册、发现和监控管理 ,而MGRS实现了全局工艺规划 (GPP)分析、资源发现、资源选择、资源匹配以及容错处理等基于TQCS(时间、质量、成本、服务 )的资源调度功能。最后 ,本文通过建立应用原型说明了该系统的实际应用过程。     

制造网格中基于服务质量的资源调度研究

为有效解决制造网格中的资源调度问题,建立了基于服务质量的制造网格资源调度器,将整个调度过程分为基于服务质量的资源搜索、基于服务质量的资源调度和动态交互协商3个阶段,并对资源调度阶段进行了深入研究。在对任务／子任务、资源进行数学定义、推理出资源-任务匹配矩阵的同时,以资源的服务质量属性为评价准则,以模糊层次分析法与群决策法为基础,建立了基于服务质量的群决策模糊层次分析模型,并结合一个具体应用实例说明了该模型的计算过程,验证了其合理性和实用性。     

自组织制造网格及其任务调度算法

通过分析制造系统自组织的特征，以及网格技术在制造业应用的理论基础和系统框架，提出了自组织制造网格的概念，指出资源动态管理和调度是自组织制造网格中建立虚拟组织、实现资源共享和协同工作的瓶颈点，提出基于T，Q，C，S的多层次、多目标整数规划调度算法。同时，结合自组织制造网格的应用实例和一个具体的加工任务，验证了自组织制造网格理论的合理性和调度算法的可行性。     

支持协同制造的制造网格平台研究

为支持虚拟企业间的协同，借鉴网格技术和网络化制造运行机制，讨论了制造网格的定义，提出了制造网格体系结构及制造网格协同制造平台模型。通过采用Globus Tookit3提供的元计算目录服务和各种组件，设计了制造网格资源管理系统，实现了制造资源的封装、发布、搜索、信任评估、优选评估等管理。结合Agent技术开发了制造网格任务管理系统，实现了制造网格制造任务的分解、分配、调度等管理。建立了应用原型，说明了制造网格平台的应用过程。     

面向制造网格的任务管理系统研究

为协调和共享制造网格中分布的资源，设计并实现了一个面向网格服务的任务管理系统。建立了该系统的功能模型和工作流程，定义了面向零件和组件加工任务的网格资源节点模型和任务模型；基于任务时间、成本和服务质量的约束，建立了任务分解规则和资源节点的匹配规则，设计了任务调度及状态监控方案；最后构建了系统实现的体系结构和信息交换过程。基于网格原理，系统各功能被封装为网格服务，通过任务管理中心实现对服务的调用。系统已被集成到某区域网络化制造服务平台，为企业提供了与制造过程相关的网格服务。     

面向制造网格的应用平台及虚拟企业建模研究

在分析制造网格、计算网格和网络化制造之间差异的基础上,探讨了面向制造网格的应用平台及虚拟企业 建模等问题。首先,分析了制造网格和网络化制造在资源组织和应用模式上存在的差异,提出一种面向制造网格 的应用框架;其次,研究了制造网格相对于计算网格所具有的多变业务目标、多级资源共享、资源服务的提供和 结果提交的在线和离线混合方式的特点,形成了制造网格的应用内涵;然后,在剖析计算网格、基于资源服务的 制造网格以及应用程序等基础上,形成了从业务链、资源服务链到网格节点链的处理过程,并最终导出了面向制 造网格应用的虚拟企业的组织模型。最后,通过对问题的量化描述了应用平台的处理过程和算法。上述研究对于 推动制造网格的应用和虚拟企业的组织建模具有积极的意义。     

基于网格原理的跨企业协同制造平台

为了支持企业间的制造协同,参考网格的运行机制,提出了基于网格的跨企业协同制造平台。该平台包括制造资源管理系统、制造任务建模系统和制造任务管理系统等3个相关的系统和面向网格的协同工具。采用Agent及领域知识模型支持平台的资源管理、任务建模、资源调度、任务分配及制造过程管理等。分散的制造企业可以通过Internet,利用协同制造平台建立全球制造网络,实现对市场的快速和敏捷响应。     

制造网格环境下项目的自组织协商与协调

针对制造项目的协商与协调,分别提出了制造网格的宏观控制结构与制造项目多层次资源配置原则。建立了项目代理与资源代理之间交互作用的一般框架,并嵌入博弈学习模型来控制代理双方的协商过程。基于同样的理由,对于制造项目的进程监控结构,也嵌入合作博弈的策略模型来加以控制。提出了基于包含Holonic过程模型的开放式Holonic制造系统体系结构,利用企业间互可操作性的统一企业建模语言,建立制造网格环境下多项目运行的仿真系统,用于评价前述的制造项目协商调度、运行协调结构和运行机制的实际效能。     

调度网格及其关键技术研究

针对网络化制造的需求,提出了调度网格的概念;建立了调度网格的层次化体系结构,将其划分为应用层、中间件层、接口与协议层、资源层和网络层共5层。基于Multi-Agent技术,对调度网格中的若干个关键技术包括制造资源、全局过程分析、任务调度、服务平台等问题进行了较深入分析;并指出了调度网格应用中急需解决的技术问题。     

网络化制造平台集成及制造网格研究

为解决企业的孤岛问题,提出了一种网络化制造平台集成的网格模式,以实现大范围资源共享和协同工作。引入了网络化制造平台联邦的概念,提出了一种3维集成框架,并重点介绍了基于应用服务提供商的网络化制造平台联邦集成的体系结构和联邦执行支撑系统。解决的关键技术包括基于数据过滤机制的动态资源信息传输技术、跨平台共享资源分布式调度技术、分布自治结构的联邦管理技术、跨平台用户安全授信技术,以及分布式动态共享资源的数据同步技术等。最后,给出了应用实例。     

A grid-based scheduling system of manufacturing resources for a virtual enterprise

In this paper, a scheduling system of manufacturing resources for a virtual enterprise is built up based on grid technology. The scheduling system is composed of an exterior grid and an interior grid in the architecture, while the scheduling procedure of manufacturing resources in a virtual enterprise consists of two stages – distributed scheduling and local scheduling. The exterior grid is utilized to implement the distributed scheduling and the interior grid is used to accomplish the local scheduling. This paper illustrates the manufacturing system of a virtual enterprise based on an exterior grid and the manufacturing subsystem of a member enterprise based on an interior grid. Subsequently, the scheduling procedure of manufacturing resources within the virtual enterprise is described for a particular example. Finally, a case of collaborative production of a customized artificial joint (CAJ) in a virtual enterprise is applied to demonstrate the implementation of the scheduling system of manufacturing resources for the virtual enterprise. With grid technology, the efficiency of manufacturing resource scheduling in the virtual enterprise has been improved greatly.     

制造网格体系结构的多视图模型研究

提出了一个典型的制造网格体系结构的层次模型,在此基础上,提出用资源视图和功能视图、信息视图分别描述制造网格体系结构的资源组成、功能结构和信息结构,并用过程视图将前3个视图有机地连接为一个整体.通过一个典型的工作流程,导出制造网格体系结构多视图的关系模型,清晰地呈现出制造网格体系结构的全貌.最后,基于该模型,开发实现了一个制造网格资源管理和任务管理的原型系统,初步应用验证表明,该系统可实现资源的便捷共享.     

支持跨企业协作的网格制造概念及核心结构研究

为了满足跨企业协作对动态、异构、分布资源共享的需求,给出了网格制造的内涵、定义与试图解决的问题。论述了网格制造与传统的支持跨企业协作的相关技术（如电子商务、网络化制造、WebServices）的区别与联系,分析了传统的支持跨企业协作技术的局限性,得出网格制造在处理动态瞬时制造资源共享方面具有其他技术不可比拟的优势的结论。提出了一个基于Web服务资源框架的网格制造结构体系,指出网格制造的研究主要集中在该结构体系中的资源层和应用层,详细讨论了资源层的制造资源建模与封装,以及应用层的数据共享、设备共享和协同问题的求解,归纳了相关的技术。     

网格研究现状及其在制造业中的应用

介绍了网格的概念、发展、开放网格服务架构、开放网格服务基础设施、Web服务资源框架及Globus工具包3等网格开发工具，举例说明了网格在电子科学、电子政务、电子娱乐、电子教育、电子商务和电子制造等背景下的应用需求以及在制造业中的应用契机。利用网格交换制造信息的能力，可以建立虚拟企业，促进企业在软硬件、数信知和智力资源上的合作与共享。简述了国内网格研究现状，重点阐述了网络化制造资源网格的研究目标、研究内容和拟解决的关键问题，探讨了该网格的体系结构、应用集成框架、标准、协议、建模、组织、管理和协同以及工作流等。制造业网格系统是一个由物流网格、销售网格、客户网格、伙伴网格、制造网格和设计网格等多个业务网格系统组成的应用系统。     

制造网格中资源的层次检索方法研究

分析了传统资源搜索方法应用在制造网格中的局限性，建立了制造网格中资源的信息模型和层次检索模型。在此基础上，提出了一种制造网格中资源的优化检索方法，通过与其他算法比较并结合实例验证了该检索方法的高效性与可行性。     

网格环境下基于并行加工的制造资源动态分配方法

为了解决网格环境下多任务并行加工时的制造资源；中突问题，提出了一种制造资源的动态分配方法。该方法不但考虑了任务需求与设备能力的匹配，而且适当考虑了操作者对任务的选择倾向，以便更客观实际地将适当的资源分配给适当的任务，从而达到提高制造资源利用率的目的。最后通过一个实例验证说明了该方法的有效性。