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.     

云制造中硬资源虚拟化封装研究

为实现对硬制造资源的高利用率、高敏捷性、高可用率,在现有的研究基础上,分析了硬制造资源的特点以及资源虚拟化的相关技术,提出了基于云制造的硬制造资源虚拟化封装框架,并对框架进行了详细描述。在此基础上,对资源的虚拟化封装过程进行了研究,并对资源描述和及匹配等关键问题详细阐述,云制造资源虚拟化能够实现更全面和更深入的硬资源共享;能够形成有高扩展性和灵活性的虚拟资源云池。最终以实现获得资源高利用率并实现节能降耗。     

云制造服务资源描述及匹配问题研究

提出了基于本体建模和X M L的云制造服务资源描述方法,建立了云制造服务资源匹配模型。最后搭建了面向中小型企业的云制造服务原型系统,对所提出的理论进行了初步的应用验证。     

云制造环境下外协加工资源集成服务模式及语义描述

针对云制造环境下外协加工服务资源和服务需求信息的属性构成及分散性、异构性、动态性和组合性等特点,提出并建立了一种能促进云制造环境下外协加工资源快速共享和高效利用的、具有广域集成和分散服务特点的集成服务模式.对基于Web服务建模本体的外协加工资源语义描述总体实现框架、外协加工资源本体建模、外协加工资源Web服务交互与组合机制,以及外协加工资源Web服务异构兼容调解等关键技术进行了研究,有效解决了异构外协加工资源组合和瓦操作问题,实现了外协加工资源供需双方的动态匹配.最后通过应用实例对以上服务模式及实现关键技术进行了试验验证.     

面向服务的制造新模式——云制造研究综述

云制造是一种面向服务的制造新模式,首先从技术实现角度对云制造及其相关内容(制造资源、虚拟资源云池)进行定义,并对云制造区别于其他已有制造模式的特点进行总结;然后从不同角度对云制造研究现状进行阐述,并总结现有研究的不足之处;最后给出云制造体系结构,并对云制造服务系统实现的关键技术进行分析.     

中小企业云制造服务描述与本体建模研究

云制造服务模式近年来成为了先进制造领域的一大研究热点.云制造是将制造资源及制造服务虚拟化,以服务的形式为云制造服务需求方提供按需定制的服务.云制造资源及服务的虚拟化是云制造服务平台所必须解决的核心问题,本文试图提供一种云制造服务分类及描述的方法,进行云制造服务的分类、标注、检索、推理.文章围绕产品制造全生命周期对中小企业云制造服务进行了分类,从云制造服务本身、提供云制造服务的主体能力和云制造服务所含制造资源几个方面对云制造服务进行描述,并建立本体模型.     

云制造资源服务能耗评估及应用

针对目前云制造平台中资源数据采集、制造服务化接入、服务柔性组合、制造服务综合效用评估和优化配置以及服务应用过程中忽略了能耗重要性等问题,提出了基于物联网的云制造资源服务能耗综合评估框架和云制造服务能耗计算模型,建立了制造服务负载、空载、附加能耗条件下的各类能源消耗计算矩阵,给出了制造服务综合能耗计算方法,并分析了能耗评估框架内各个层次所涉及的关键技术。以制造资源为例,给出了制造资源概念模型,通过物理标志语言描述了资源能耗信息,举例说明了某种制造服务单位综合能耗的计算,并初步设计了一种云制造资源接入与信息管理系统。     

云制造资源语义描述与建模

对云制造资源进行描述与建模,从而将物理制造资源转化为逻辑制造资源,以构建虚拟资源封装组件是实现云制造服务的基础。分析了云制造资源的概念、广义制造能力、使用价格、评价等相关属性,指出云制造资源应是一个广义的概念,具有广义制造能力是云制造资源的基本内涵;使用价格和评价对云制造资源的配置产生重要的影响。采用OWL本体语言构建了云制造资源的本体模型,对主要本体进行了阐述,用实例证明具有良好的灵活性和扩展性。     

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。     

面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型

针对制造服务资源在制造商搜索、获取、匹配、交易、使用过程中的多样性、动态性、离散性等特点,提出了一种云制造服务资源集聚机制与新的商业模式,建立了面向装备制造行业的云制造服务需求与资源响应模型,并采用直觉梯形模糊集匹配算法进行求解。通过某风电设备的云制造服务应用验证了该模型的可行性,研究成果为促进装备制造服务化发展提供了一种先进实用的方法和关键技术。     

智能制造 调度为先——《制造系统智能调度方法与云服务》导读

随着越来越多小微型企业对制造车间“万物感知、万物互联、万物智能”的需求,结合大数据和云计算技术,针对制造资源和生产任务,构建多种制造类型下的调度算法库,提供智能调度方案,是实现制造系统高效运行的关键。为了探讨智能调度的原理、方法和云端化实现路径,笔者撰写了《制造系统智能调度方法与云服务》一书,全面介绍了制造系统中多种复杂调度问题,重点介绍了各类调度问题对应的调度方法,结合云服务框架介绍了不同调度方法的云端化技术与实现方式,搭建了基于云计算的制造车间智能调度算法库及服务系统。本书为推动我国制造业的智能化发展和企业应用提供参考,对提升我国制造业的核心竞争力具有重要意义。     

制造资源智能检索系统个性化服务模型的设计

网络制造资源智能检索系统虽不同于一般的检索系统,但主要是因为该系统是面向网络制造资源专业领域主题搜索引擎,与普通搜索引擎的最大差别就是有选择性的抓取信息,而并非遍历Web,因而也需要个性化的服务来提高搜索的智能化水平。本文就是从该立足点出发,研究并设计了适合网络化制造资源检索的个性化服务模型。首先构建了制造资源智能检索系统个性化服务系统的整体框架,并逐一介绍了组成该系统的几个子系统。最后着重介绍了该系统中所用到的一些关键技术以及部分难点,并以代码的形式进行实现。     

面向服务链构建的云制造资源集成共享技术研究

为实现时序约束关联任务驱动的云制造环境下面向服务链构建的制造资源集成共享,研究并提出一种能促进云制造环境下制造资源快速共享、广域集成和分散服务特点的服务过程模型,对基于语义本体的云制造任务与资源建模、基于Web服务资源框架的云制造资源的平台服务化封装方案、云制造任务分解与时序约束关联原子任务链构建技术,以及云制造资源服务链构建技术等关键问题进行了研究,有效解决了云制造环境下异构资源描述、虚拟化、检索匹配与服务组合问题,最后通过仿真算例对提出的云制造服务模式及技术方案进行了验证。     

面向用户偏好的智能云服务平台研究

分析了云制造当前国内外研究现状,立足于云制造以用户为中心的核心思想,在云服务平台上,当用户需求不明确与面对云服务平台上海量服务云时,以用户对LED灯具的需求为例分析了面向产品全生命周期某个服务阶段和面向产品全生命周期服务链的个性化服务模式。提出了一种面向用户偏好的智能云服务平台体系架构,对实现面向用户偏好的个性化服务模式所涉及的关键技术进行了分析,为未来实现面向用户偏好的智能云服务平台提供了理论支撑。     

制造云服务组合的自适应异常处理框架

针对云制造环境下服务组合的自适应异常处理问题,从环境感知的角度对导致制造云服务组合QoS变化的异常情况进行了分析,并提出了相应的自适应调整机制,在此基础上构建了一种制造云服务组合的自适应异常处理框架。该框架能够自动地产生与需求相匹配的异常恢复策略,并将用户的不同异常恢复请求与制造云服务组合相结合。最后,提出了一个云服务组合实例来证明该框架的可行性。     

基于服务满意度的云制造服务综合信任评价模型

为有效量化云制造服务共享平台中企业间的合作信任关系,分析了共享平台的运营模式,提出了一种综合考虑服务满意度与服务满意度波动性的服务综合信任评价模型。首先,建立评价指标体系量化服务满意度,以时间衰减函数表征服务满意度随时间的变化关系;然后,利用虚拟资源包的历史服务满意度信息,提出计算全局服务满意度的方法;最后,以服务满意度波动大小作为奖惩依据对全局服务满意度进行修正,得到虚拟资源包的服务综合信任值。数值实验验证了该模型使用的时间衰减函数和奖惩机制的可行性以及对监测企业提供不稳定服务的有效性。     

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。     

基于服务编排的云制造服务协同

制造产品价值创造已演变为跨组织的协同,基于业务流程执行语言等服务编制的方法难以应对多主体、多样化和动态化的服务组合流程管理需求。提出了一种基于WS-CDL的云制造服务编排方法,对云制造服务协同流程进行预先定义并在执行过程中遵照执行。通过设计信息交互接口规范和扩展WS-CDL协议,实现云制造服务协同的标准化描述,促进跨组织服务之间的有效沟通。通过仿真对比验证了服务协同方法能改善服务执行效率,提高服务供应商的资源利用率。     

基于MapReduce和多目标蚁群算法的制造云服务动态选择算法

基于云计算技术和云服务技术研究了云服务的动态选择问题,给出了云制造服务层次化模型,提出了一种基于MapReduce和多目标蚁群算法的制造云服务动态选择算法(CSSMA)。依据CSSMA设计了多目标蚁群算法、Map函数、Reduce函数和优化策略等,并将其分布式并行运行于制造云平台中。仿真实验结果表明:CSSMA具备良好的处理大规模问题的能力,适用于制造云服务动态选择问题的求解。