面向制造网格的资源优化配置方法

时间、质量、成本和服务是影响现代制造企业竞争力的关键因素。为此，在制造网格中，需要设计一个合理高效的制造资源优化配置方法，从而为每个制造任务寻找到最适合的制造资源。在对网格制造资源优化配置过程中的一些概念进行形式化定义和描述的基础上，基于物理网络，详细论述了制造资源的网络结构模型及其性质；然后以此为基础，提出了应用逐步筛选的方法进行制造资源的优化配置，从而搜索出满足制造任务需求的T，Q，C，S性能指标的最佳制造资源。最后通过一个实例验证了此方法的正确性。     

制造网格中制造资源的建模

为了规范网格体系下的制造资源的管理，实现资源的共享与优化配置，建立了基于制造网格的制造资源管理模型。提出了服务域的概念，并将服务域引进到UML类图中对制造网格资源进行了分析与建模，使用域来支持资源模型的层次化管理，从而解决了只用一幅UML类图来构建海量制造网格资源的弊端。为了进一步方便制造网格中的资源存储、发布、封装和搜索，结合STEP和XML／WSDL对制造资源进行了描述。在开发的制造网格原型系统中，基于制造资源管理模型，对制造资源封装过程进行了分析。     

基于不确定能力参数的制造资源区间优化检索方法

针对网络环境中制造资源和任务信息的不确定性,构建了资源和任务的信息模型,并对其能力参数进行了形式化描述。针对不确定性能力参数,探讨了制造资源参数区间的转化规则。利用区间距离的概念,提出一种在网络环境中进行制造资源优化检索的新方法,并通过实例验证了该方法的有效性。     

制造网格中制造资源封装的经济模型

随着制造网格研究的逐步深入,制造资源封装问题引起了广泛的关注,对制造资源的封装不仅要求其在操作上能以统一的方式进行访问,也要求其能在功能、性能等方面体现出特殊性,以QoS满足用户的需求。本文在分析了制造网格中制造资源封装存在的一定问题后,提出了引入经济模型解决制造资源性能无法表达的问题,并通过全自动线束机的封装为例,验证了其的可行性。     

制造网格中资源的发现研究

制造资源的有效发现是制造企业间信息集成的基础。介绍了资源发现在网格环境中研究的现状,以及制造网格理论发展的最新动态。针对制造网格研究的现状以及制造企业的信息化集成需求,提出制造网格中资源的发现框架,采用网格技术中的Web资源服务框架(WS-Resource Framework,简称WSRF)对制造网格中的资源进行封装,并且把服务合成的概念应用在制造网格领域,讨论了合成的方案以及复合服务的执行。     

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。     

基于特征的制造工艺资源建模与检索方法研究

为表达制造工艺资源特征层次结构、分类结构及资源对象关系,采用面向对象与特征建模技术构建了制造工艺资源特征模型,用特征映射技术描述零件结构特征与加工特征、加工特征与加工方法特征、加工方法与制造工艺资源特征的映射关系和模糊决策方法。研究了用工序特征描述工艺设计过程所对应的资源特征的集,并以形式化表示,提出了从制造工艺资源数据库中检索工序资源特征,以特征参数的相似性计算来检索与工序匹配的资源特征的检索算法。最后,将该方法应用于工艺设计中制造工艺资源特征与工序特征的匹配。     

制造网格中资源服务化封装方法研究

为实现分布、异构的制造资源共享,提供协同工作环境,提出了一种基于Web服务资源框架的资源服务化封装方法,将制造资源封装为Web服务资源,以屏蔽制造资源自身的异构型和复杂性,对外呈现统一的调用接口,在制造网格环境中共享.为简化和规范资源服务化封装操作,提出了资源封装模板的概念,并分为资源描述模板和实现模板,每类制造资源对应一个模板.根据以上研究成果,设计开发了资源适配器和资源封装工具.封装了CASFORM软件,并应用于山东制造业信息化综合服务平台中.     

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。     

基于市场均衡的制造网格资源配置方法

建立了制造网格资源市场,并基于市场均衡原理和资源使用者偏好来配置资源。基于制造网格的总体框架构建了制造网格资源配置的经济架构;结合完全竞争市场特征界定了资源配置的经济环境,给出了可行的和帕雷托最优的资源配置条件,定义了帕雷托最优的资源配置的竞争性均衡状态,在资源的市场均衡状态实现资源提供者收益最大化和使用者效用最大化;最后,引入了资源市场均衡价格确定的迭代算法,测试结果表明资源价格可快速收敛到均衡价格,使实际的资源配置结果逼近均衡状态。     

基于网格的应用服务提供商平台制造资源共享方法研究

针对网络化制造应用服务提供商平台的网络带宽瓶颈和服务能力不足的问题,在传统中央服务器一对多模型的基础上,提出了基于网格的多对多服务模型,将平台提供的制造资源服务由多个分布的网格服务节点协同完成.面向多对多服务模型,建立了以服务为中心的制造资源模型,采用面向对象的方法建立制造资源模板,实现了基于资源描述框架的元数据描述.在制造资源的发现方面,采用分布式和集中式相结合的机制,建立了相应的分层模型,并给出资源查找过程.最后,讨论了平台原型系统的组件结构及关键技术,并通过原型系统的开发和初步应用,验证了模型的可行性和实用性.     

运用中间件技术的制造网格数据资源集成系统的设计与实现

针对目前制造网格数据资源共享与集成技术方面的研究仍比较少且一些研究还有一定局限性的现状,在对中间件OGSA-DAI内部结构和工作流程研究的基础上,提出基于OGSA-DAI的制造网格数据资源集成系统模型,详细设计了该模型中3个主要功能模块:OGSA-DAI数据资源管理服务模块、数据库资源访问服务模块和文件传输服务模块.对原型系统进行实现,证明该模型的正确性,为制造网格数据资源的集成提供了一种有效的解决方案.     

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.     

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。     

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.     

面向服务的制造网格系统研究

基于面向服务的架构和制造网格技术,提出了面向服务的制造网格系统结构,分析了该系统的运作机制,确定了实际的业务流程,并对其中主要的制造资源封装、制造资源配置、业务流程设计的实现进行了研究.该系统充分发挥了制造网格中制造资源的可增长性和面向服务的架构中服务应用的灵活性、复用性的优势,使面向服务的制造网格系统中的制造资源节点提供的服务成为一种自治、开放,以及与制造资源属性无关的网络化构件,适应制造业随需应变的敏捷性和协作生产能力的要求,推动分布式系统在制造业领域中的应用.     

基于制造网格的虚拟企业组织变更与制造资源调度问题研究

为提高虚拟企业的组织和运营效率,引入网格技术,基于制造网格构建面向应用的虚拟企业架构。在虚拟企业环境下,根据制造资源不同的调度阶段,分别建立基于外网格的虚拟企业制造系统和基于内网格的成员企业制造子系统;提出以制造资源特征匹配为核心的虚拟企业分布式调度策略和成员企业本地调度策略。针对特征匹配过程,建立制造资源特征集,对每个特征集制订相应的匹配准则,以保证特征匹配的可行性,进而完成调度过程。最后,通过定制型人工关节产品开发实例,阐述了基于制造网格的虚拟企业组织和制造资源调度过程。