云制造中加工设备资源语义模型研究

为了解决云制造环境下加工设备资源的虚拟化封装问题,建立了一种开放的、柔性的加工设备资源模型。在深入解析制造资源内涵、分类、特性的基础上,分析了加工设备资源的特点,结合语义知识和WEB技术,建立了加工设备资源模型。给出了加工设备资源语义描述方法,建立了描述模板。最后详述了云制造资源匹配流程,为云制造平台资源管理提供了重要基础和条件。     

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。     

可重组制造系统及其关键技术

分析了多品种、变批量的生产方式对制造系统的要求,对适应这一发展趋势的可重组制造系统（reconfigurable manufacturing system,RMS）的特性和组成进行了描述,提出了可重组制造系统的结构和设计原则,将可重组制造系统的关键技术归纳为布局规划与优化技术、系统建模技术、可重组机床设计技术、模块化控制器技术、可拼接物流技术、构件集成和整合技术,以及系统快速可诊断技术并分别予以阐述.     

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.     

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.     

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。     

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。     

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.     

云制造环境下基于QoS的组合云服务自适应调整

为提高云制造环境下组合云服务的柔性,提出一种基于QoS的组合云服务自适应调整机制.该机制将可靠性、可用性、时间、价格和柔性度作为云服务的QoS特征,给出各特征值的量化方法和云服务QoS包含度的定义;对云制造环境下可能产生的异常进行了分类和抽象,将自适应调整逻辑引入组合云服务,建立了组合云服务自适应调整模型,并给出相应的调整算法和调整逻辑.设计了仿真实验,实验结果验证了所提方法的可行性和有效性.     

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。     

基于云制造的数据挖掘研究

为了解决云制造环境下分布式海量数据的分析处理、促进数据挖掘的开发集成和商业应用的问题,在云计算服务模式的基础上,提出了云制造服务模式、内容与技术基础,设计了数据挖掘服务模型,构建了基于云制造的数据挖掘服务模型体系架构,并给出了基于云制造的数据挖掘层次结构,从制造全生命周期的角度形成了云制造环境下的数据挖掘服务模式。     

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。     

面向云制造的有限资源多任务调度博弈

为解决云制造环境下云服务组合优化调度问题,在深入分析目前优化调度问题存在的难点及研究不足的基础上,提出一种云制造环境下有限资源的多任务调度模型。考虑服务需求者间存在的利益冲突及重要的服务评价指标,以每个服务需求者作为博弈参与者,将每个任务的执行制造路径当作博弈策略,把时间、合格率、成本和服务质量组成的综合服务水平看作博弈支付函数,最终把有限资源的多任务调度问题转变为多个静态非合作博弈问题。在此基础上,将求解纯策略纳什均衡解的过程编制为算法,该算法所得的均衡解为每个任务的最终执行制造路径。实验仿真表明该模型及算法具有可行性及有效性。     

非功能属性两阶段制造云服务优选问题研究

针对云制造系统中制造云服务优选问题,基于非功能属性研究了包含服务筛选和服务选择的两阶段制造云服务优选方法。以符合用户功能需求的制造云服务为研究对象,基于调度规则筛选快速生成精简的候选云服务集,采用三角模糊数层次分析法和熵值法组合赋权确定权重,并借助TOPSIS决策对候选云服务集实施综合评价,以此选出最佳制造云服务。文中详细阐述了基于调度规则的制造云服务筛选过程,并通过算例验证了基于组合赋权及TOPSIS的制造云服务选择方法的可行性和科学合理性。     

敏捷制造系统及其结构探析

从系统工程的角度剖析了敏捷制造系统的内涵，给出了较完整的概念和主要特征，指出敏捷制造系统和传统制造系统的差异．在制造系统五视图的基础上，构建敏捷制造系统的体系结构。并进行了深入描述．     

制造系统废物流及其分类研究

绿色制造的追求目标是消除制造系统中废物流。基于绿色制造哲理，阐述了制造系统中废物流的内涵从制造系统的主要运行环节分析废物流的产生，并对制造系统中的废物流进行分类描述。以切削加工为例对废物流产生机理及分类进行了具体分析。     

云制造模式下机械产品自动化智能服务系统的构建

现阶段的常用的机械产品自动有限元分析法均无法实现服务的高效性和敏捷性。研究首先给出云制造的产品参数化建模优化过程,最后借助正则文法构建有限元分析模型。分类阈值分别为0.4和0.6,结合正则文法的有限元分析模型的精准率分别为0.85和0.86。对比其他模型,研究所给出的FEA模型在具有更高的运行效率和性能,在自动化智能服务系统的设计和实现中提供科学技术。     

基于VPSs的制造资源组织模式及其系统构建方法

考察了当前热点研究的制造系统新模式,针对敏捷制造环境开发了一种基于虚拟生产系统(VPSs)的制造资源组织模式.探讨了基于VPSs资源组织模式的理论思想,给出了基于VPSs的制造资源组织体系架构.研究了构建VPSs的方法和构建特定VPS的一般算法,并作为案例研究,讨论了在半导体封装制造系统中建立面向特定定单VPS的过程.最后,对VPSs方法的价值和未来研究方向做了简单说明.     

面向云制造的复杂RFID事件处理与应用

作为一种面向服务的网络化制造新模式,云制造正面临着协同各种设备及相关服务,以及由此引起的复杂事件处理和事件驱动架构问题。针对这样的云制造应用需要,结合当前复杂事件处理技术和事件驱动技术,以轴加工为例,利用Rifidi、Fosstrak、Esper等开源软件表示和处理云制造中的RFID复杂事件,为物联网使能的云制造提供例证。     

制造系统的控制结构及其发展趋势

为了探讨制造系统中控制结构的研究现状及发展趋势,以制造系统的发展历程为背景,介绍了制造系统及其控制结构的基本概念．根据制造系统对控制结构的要求,对制造系统的集中控制、递阶控制和非等级控制等三种基本控制结构的特征及优缺点进行了综述,对非等级控制结构的设计原则和控制单元之间控制职责的分配、协调方法等最新研究动态进行了跟踪整理,对混杂控制的几种常见形式进行了归纳,最后指出了控制结构在应用中存在的主要问题及控制结构研究的热点和发展趋势．