云制造环境下资源动态调度系统研究

云制造环境下资源动态调度是云制造中的关键技术之一。针对云制造环境下制造资源调度的特点和存在的问题,提出了基于资源负载均衡的动态调度策略,建立了以完成任务的总服务成本最小为优化目标的模型,并通过建立应用实例说明了该系统的实际应用过程。     

云制造调度问题研究综述

为了对云制造调度问题的研究提供参考和指导,对相关研究现状进行了综述。分析了云制造运作模式和相关的调度问题。对云制造调度问题的最新研究进展进行了总结和分析,包括云制造平台中计算资源和制造资源的调度、企业层调度和车间层调度问题。介绍了云制造调度相关的理论和技术,指出了云制造调度问题的复杂性,并展望了未来的研究趋势。     

云制造环境下的制造资源优化配置研究

为有效地对云端服务资源进行优化配置以降低制造服务成本,在云制造资源优化配置问题进行形式化描述的基础上,考虑物料流和信息流对时间和成本的实际影响,构建了以成本和时间最小化、质量最优化为目标的资源优化配置模型,并采用最大继承法对资源配置模型进行求解,计算结果表明了该模型和算法的有效性。通过与现存算法进行比较,验证了该模型及算法的稳定性和可行性。     

云制造资源优化配置研究综述

随着信息技术的迅速发展,中国乃至世界制造业发生了巨大变化。正朝着信息化、虚拟化、服务化的方向发展。云制造将成为未来制造业的主流,而资源优化配置则是云制造平台运营的一个关键。针对当前国内外云制造资源优化配置方面的研究成果,分析了云制造现今的发展水平,概括了云制造资源优化配置的基本思想。在国内外学者的研究基础之上总结了云制造资源优化配置的重要问题,并给出了解决方法和建议,为云制造在资源优化配置方面的深入研究奠定基础。     

云制造环境下面向多任务协同的机床装备资源动态调度方法

针对云服务环境下支持多任务协同运行的机床装备资源易受紧急插单、系统故障、质量异常等不确定高频扰动影响,致使云制造服务难以高效、稳定运行的问题,提出一种面向多任务协同的机床装备资源动态调度方法。通过应用非线性工艺规划理论,建立了一个包括最小时间、成本、能耗、负载均衡度及最优服务质量和可靠性为约束目标的调度模型,并采用改进遗传变邻域算法对其求解。同时,基于生产随机扰动致使调度方案动态偏离的问题,提出一种基于事件驱动和周期性重调度的动态调度策略,以支持云制造服务的协同优化运行;最后通过仿真案例验证该模型及算法的可行性和适用性。     

云制造环境下员工资源选择方法

为了解决云制造环境下员工资源的服务选择问题,提出一种基于员工云的员工资源选择方法。该方法考虑了员工服务能力和员工需求方的期望两方面,首先构建员工服务能力的评价指标体系,在改进激励—惩罚函数的基础上,结合变精度粗糙集理论,建立了员工选择的激变模型;然后运用激变模型求得候选员工的优选度,作为员工需求方选择员工的重要依据;最后通过实例表明了该方法的有效性。     

云制造环境下跨企业协同生产调度算法

为解决云制造环境下的跨企业协同生产调度问题,提出一种适用于云制造环境下生产资源调度的混合集合规划方法。该方法基于切削算法框架,综合考虑多种约束,提出一种有效的求解策略,实现了一种面向订单且适用于跨企业、多约束、多品种、小批量的有限能力调度算法,为供应链中供需企业提供了一份拖期小、费用低、跨度短的协同生产计划。利用多组制造企业真实数据对模型进行测试,结果表明,该模型可在合理时间内有效求解实际应用规模的跨企业协同生产调度问题。     

云制造环境下数控装备资源服务匹配方法研究

在资源服务匹配方法研究的基础上,结合资源概念之间的继承关系和同层关系,考虑数控装备资源的类别信息、状态信息、功能信息、Qo S信息以及综合信息等因素对查准率的影响,提出一种刚性参数与分层匹配相结合的云制造环境下数控装备资源服务匹配方法。依据该服务匹配方法的思想及流程,设计并开发了数控装备资源云制造平台系统原型。在此基础上,对该匹配方法开展了性能仿真实验。结果表明,该匹配方法能够精确、快速地匹配出符合资源请求者需求描述的资源,使得资源查准率得到较大幅度的提升。     

云制造环境下基于本体的加工资源发现

为解决云制造环境下的加工资源发现问题,研究了加工任务和加工资源的信息模型及建模方法,建立了基于本体的加工资源发现机制,从功能结构、属性约束和服务状态三个方面定义了资源匹配规则并使用描述逻辑进行了表达.构建了由资源层、代理层、知识层和用户层组成的资源发现框架,通过对信息模型与匹配规则的集成,实现了基于知识推理的资源自动发现.以齿轮加工为例,对加工资源发现过程进行了描述.     

云制造环境下技术资源需求的优选方法

为了解决云制造环境下技术资源提供方对需求方的选择问题,从提供方的角度提出一种对需求方的优选方法。首先建立了需求方的评价指标体系,采用变精度粗糙集模型求解评价指标的客观权重;其次,由五级标度赋值法计算评价指标的主观权重,进而获得评价指标同时具有主客观意义的综合权重;然后结合理想点法,对需求方进行评价,为提供方的选择提供依据;最后通过实例对该方法的有效性和实用性进行了说明。     

云制造环境下能力资源需求的评价与选择

为了解决云制造环境下的服务选择问题,从能力资源的角度提出了一种基于能力资源需求订单效率值的选择模型。通过建立能力资源需求的评价体系,引入变精度粗糙集理论计算各评价指标的权重,结合能力资源提供方的供给偏好,求得多个候选能力资源需求订单的对应效率值,为能力资源提供方选择能力资源需求方提供重要参考依据。通过实例证明了该模型能够准确地为能力资源提供方选择最佳的能力资源需求方。     

云制造环境下设备资源的多目标优化选择

为有效地对云制造环境下的异地设备资源进行优化选择,提出一种面向设备资源组合服务链的优化选择方法。建立了以时间最短、成本最低、可靠性最高为目标的设备资源选择模型;利用改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法对模型进行求解,再用层次分析法与熵值法相结合的最优决策方法对所求得的Pareto最优解集中的各设备资源组合进行综合评价。通过实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

云制造环境下模具加工任务与制造资源服务匹配研究与应用

针对传统模具企业加工任务需求的不断变化,更多个性化的模具加工任务被提出,不同区域企业间缺乏沟通与合作,传统的模具企业仅仅依靠自身拥有的加工资源,难以满足复杂多变的加工任务的需求。引入云制造模式,对模具加工任务的分类、编码规则以及任务间的相互关系进行研究,建立模具制造企业订单项目模型,利用UML建模技术,对模具加工任务进行形式化描述,确定模具加工任务的约束关系,并提出了模具加工任务与制造资源服务匹配的3种模式,以及金银铜质制造资源服务检索算法,结合层次分析法、专家评估法和熵权系数法的主客观综合方法计算最优指标权重系数,得出的结果作为最优服务。结果表明：有效地促进企业间的协同工作,企业生产制造方式更加丰富化,有效提高闲置加工资源的利用率,降低生产成本。     

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。     

数字制造环境下的制造资源集成研究

从数字制造的概念出发,介绍了数字制造资源集成的内涵,并在此基础上建立了数字制造资源集成框架;通过对制造资源信息进行分析,提出了数字制造资源的信息模型;最后给出了基于可扩展标记语言XML的数字制造资源集成的方法。     

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.     

工业4.0下的云制造资源集成研究

阐述了云制造资源集成的内涵,并且通过与传统制造资源和网络化制造资源进行对比,得出了云制造资源集成的优势。描述了云制造资源的集成,同时在层次分析的基础上建立了一个关于云制造资源集成的框架。将现有的各种制造资源分类并有相应的资源描述,按照资源种类进行资源的虚拟化进而云端化。通过对资源加工能力的集成,映射出相应的制造能力的变化,进而建立一个云制造资源集成的宏观数学模型,同时对该模型进行了解释和定性分析,最后得出可以提升云制造资源集成的核心制造能力的办法。     

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。     

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。