云制造资源的虚拟化与服务化

为了完整地描述云制造资源的属性,实现云制造资源物理-虚拟资源的映射与转化,结合云制造服务体系框架、云制造资源的特点及分类,指出了云制造资源虚拟化的原则——系统性、针对性、适应性、扩展性、接口统一和动态性;然后以制造设备资源为例,描述特征模型,并通过扩展开源软件CloudSim Java类给出了制造设备资源虚拟化模板;最后以零件加工为例,利用Tuscany SCA对已虚拟化的制造设备资源进一步服务化形成云服务,并将云服务发布到服务注册中心,供云制造资源使用者查找和调用.     

服务型制造模式下资源服务共享模型设计与分析

针对先进制造模式服务型制造,构建了面向服务型制造模式的云服务资源共享模型。在分析服务型制造资源特征基础上,提出了云服务资源和云服务平台资源池概念,通过服务资源统一建模、服务资源匹配、服务资源优化,实现了制造资源服务化和过程服务化。采用本体方法对云服务资源进行分类描述,利用语义和向量距离分类算法实现制造资源智能搜索。最后,以PLM软件资源为例对以上模式及实现关键技术进行试验验证。理论分析和实验结果表明所提出的服务资源共享模型能满足新型的服务型制造模式的要求。     

云制造资源语义描述和服务匹配策略

针对云制造环境下资源语义描述和服务匹配问题,在充分考虑用户个性化需求与制造资源异构性的基础上,分析了云制造资源描述和服务匹配的难点,利用规范化描述的特点,将制造资源描述问题转化为Web语义描述问题,提出一种通用的制造资源语义描述框架。结合4种相似度算法,设计了阀值和权重,提出了基于过滤器的服务匹配策略。实验结果证明了该策略和算法的有效性和可行性。应用这4种相似度算法能够有效缩小匹配的规模,提高了服务的查找效率与准确度。     

云制造环境下基于本体的资源虚拟化方法

针对云制造环境下资源的描述及虚拟化问题,分析了现有文献存在的局限性,充分考虑了云制造中制造资源的分类和特点,分析了资源描述及虚拟化需求,提出了基于本体的资源描述及虚拟化方法.在本体开发过程中,通过分析比较现有本体描述语言的优缺点,选用了有较好综合性能的OWL-S,建立了制造资源本体模型.在此基础上,给出了虚拟资源的定义,并描述了其与制造资源本体的关系.最后,通过一个基于本体描述的虚拟资源查找和调度的应用案例,验证了本文所提的资源描述及虚拟化方法的正确性.     

云制造资源的一种发现机制

针对当前现代制造模式研究热点的云制造,结合网络化制造资源发现原理及方法,提出了一种云制造资源的发现机制及其实现方法。首先分析了云制造基本内涵,给出了一种通用的四层体系结构,明确了云制造环境下制造资源的分类及特征,结合语义Web服务和OWL-S技术,提出了一种基于语义Web和本体知识的制造资源发现框架,并给出了一种基本的匹配策略和相似度算法。在实验的基础上,将对该发现机制与其他发现机制进行比较,结果表明这种方法查全率和查准率较高。     

面向云制造的制造设备开放共享平台模型研究

全国高校机械学科购置的大量的机床制造设备满足科研和教学需要后,形成了大量空闲的制造能力。为提高设备利用率和投资效益,在对制造需求的信息表达与组织以及制造设备的制造能力进行描述的基础上,建立拥有两层体系架构的归一化模型,搭建面向云制造的制造设备开放共享平台,并从归一化模型在云制造平台中的易用性角度出发,提出了基于知识工程的用户界面策略。最后的实例证实了模型及平台的可用性。     

基于OWL的制造资源本体建模

针对企业制造资源管理中存在的问题,结合本体建模在知识重用和共享方面的优势,建立制造资源分类体系,并以标准零件资源为例,按其属性定义了本体分类层次树.通过分析标准零件资源中滚动轴承的属性信息,基于本体语言OWL建立了滚动轴承的本体信息模型.OWL语言有丰富的语义表达能力,因此建立的本体模型能更好地反映概念间的本质联系和语义关系,为制造企业制造资源的发现、共享和重用奠定良好的信息化基础.     

基于制造任务分解的云资源匹配方法的研究

针对目前信息数据的迅猛发展,许多公司开始了资源云端的应用。为了实现云制造资源与制造任务间的准确匹配,在云制造资源的特点和分类基础上,对制造任务的分解和制造资源的匹配方法进行研究。首先将企业的制造生产任务进行分解描述,使之与云制造资源分类属性间的匹配变得可行。采用资源类型、资源基本信息和服务质量三种算法完成云制造资源的匹配,最后通过实例验证了匹配方法的有效性。     

面向服务的云制造系统架构分析

为了解决当前云制造尚缺应用模式的问题,根据云制造全生命周期智慧制造、按需动态构建及多粒度服务等特点,提出了基于Agent的云制造系统5层架构。基于面向服务的思想,建立了云制造OWL-S本体模型,通过本体映射、推理机、匹配器完成服务请求、发布和绑定流程,提出了一种面向云制造服务的OWL-S本体扩展框架和Web语义化描述方法,为云制造服务匹配奠定了理论基础。构建了基于Agent的云制造服务协商机制,通过Agent分工、合作、竞争及协商实现云制造服务动态聚合和运行。分析了复杂、非线性、大动力学特性的云制造系统活动过程,建立了基于Agent的云制造系统IDEF0视图,并在此基础上分析了其运行模式。     

虚拟加工环境下面向制造过程的CAD产品模型研究

针对目前CAD/CAM集成中存在的问题，论述了面向制造过程的产品模型。将制造操作的概念引入基本历史的产品建模过程中，使模型不仅描述了产品的最终几何，而且也描述了产品的制造过程，从而为下游生产活动提供所需要的信息，并着重论述了其中的关键-虚拟加工环境下的制造资源管理。     

面向大规模定制的网络制造资源优化配置

为实现大规模定制(MC)环境下的网络制造资源共享与优化配置,该文提出了基于蚁群算法的MC网络制造资源配置解决方法,设计了MC外协任务-制造资源模型总体框架,建立适合MC的网络制造任务模型和制造资源模型,运用语义匹配算法进行了资源检索,并实现了基于蚁群算法的MC网络制造资源优化配置。最后,开发了MC网络制造资源配置原型系统。工程机械实例表明,该方法对提高MC网络制造资源配置效率具有显著效果。     

制造执行系统中的设备调度模型

设备管理是制造执行系统的重要组成部分,针对传统设备管理模型中的设备可替代问题,在研究了设备管理描述的复杂性和测度方法的基础上,根据设备资源的特点,将蚂蚁算法引入设备调度模型。在改进的模型中,运用模糊聚类方法解决了基准设备特征参数和加工能力相似设备的可替代问题,为制造执行系统环境下的设备调度提供了依据。仿真结果表明:该模型可以有效地解决铜产品生产中制造设备调度问题,具有较好的实用性。     

引入资源即服务的云计算架构及其应用

提出引入资源的四层云计算构架,阐述资源在云环境中的必要性.同时从资源的角度,给出云和云计算的概念.设计云计算环境下的数据采集模型,并从数据资源的角度,设计应用广义搜索树的面向云计算的数据预处理机制.与已有的云计算构架对比,该构架更能体现出云计算技术的特性,为云计算提供了一个思考方向.     

基于ASP的网络化制造资源智能检索知识库模型设计

在对网络化制造资源知识表示进行研究的基础上,提出了从时间、质量、成本、服务、敏捷性、领先性、历史记录等多项指标来分类、描述、存储、管理制造资源知识。结合知识表示与推理、机器学习、数据挖掘、信息过滤、人机交互等多项技术构建了智能化检索系统知识库模型,并对该系统执行机制进行了相关介绍。重点对该知识库的结构模式,相关知识获取、以及推理过程等关键技术问题进行了描述和分析。     

云制造模式下分布式资源共享激励机制研究

针对云制造模式下分布式企业间迫切需要开展大规模开放式协作及资源共享的需求，结合演化博弈理论，建立分布式环境下资源共享激励机制，分析了不同情况下资源共享的演化博弈趋势.通过理论分析及仿真实验可知:资源可共享总量、资源共享水平、资源利用能力、协同收益系数、评价收益系数、共享激励系数及投机惩罚系数对资源共享起促进作用，共享成本系数起阻碍作用，直接收益系数无影响，协同收益分配系数与资源共享演化稳定状态呈倒U型关系.本文研究内容为促进分布式资源共享，加速未来云制造模式下产业创新研发提供借鉴意义.     

基于知识的云制造资源服务管理

分析了云制造资源服务的特点以及知识在资源服务全生命周期中发挥的作用,在此基础上提出了基于知识进行资源服务管理的机制,设计了一套适合云制造资源服务管理的知识库管理系统构建方法,结合该构建方法对资源服务管理流程进行了分析,最后开发了相应的原型系统进行了验证.