云制造特征及云服务组合关键问题研究

为实现基于知识的制造资源和制造能力的共享与协同,实现云制造系统中资源服务的增值和增效,在分析云制造典型特征后,对云制造中的资源、制造云服务、制造云的关系进行了阐述.在此基础上,设计了制造云服务管理原型系统功能结构,对基于云制造全生命周期运行的云服务组合需求进行r阐述.对云服务组合建模/描述和一致件检查、云服务关联关系、云服务组合柔性、组合网络及其动力学特性、云服务组合建模与评估、组合优选等实现云服务组合的关键问题进行了研究,为未来实现高效智能化的云制造服务管理提供理论支持.     

基于协同效应的并行制造云服务组合算法

为了解决并行结构下制造云服务的组合优化问题,从协同效应的角度提出一种基于反向和局部学习的蚁群算法。该算法以服务质量作为信息素构建协同效应评价模型,求解并行服务的协同效应值,作为启发函数参数。利用协同关系矩阵计算组合协同效应值,并将其与组合服务质量相结合,求解综合评价值最高的服务组合。实验结果表明,该算法能有效求解并行制造云服务的组合优化问题,并能较快地得到最优解。     

基于扩展进程代数的云制造服务组合建模与QoS评价

为解决云制造服务组合建模与形式化验证问题,在Web服务编制演算的基础上提出一种扩展了服务质量信息的进程代数XPC4CMSC,给出了XPC4CMSC的语法、操作语义,建立了顺序组合、并发组合、选择组合的活动图与XPC4CMSC描述模型,计算了三种服务组合执行的响应时间、执行费用、可靠性、可用性、物流时间和物流费用。给出了服务质量评价算法与服务组合的形式化验证方案,通过一个柔性多车间调度问题展示了该方案的执行过程。示例研究表明,基于XPC4CMSC的云制造服务组合建模及形式化验证方案是可行的。     

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。     

面向多任务的制造云服务组合

针对云制造系统中面向多任务的制造云服务组合问题,研究建立了问题模型并提出了求解算法.以面向单任务的制造服务组合方法为基础,融入多任务多联盟生成问题的相关假设和基本原则,建立了基于服务质量的多任务云服务组合模型.继而基于对该模型特征的分析与把握,提出基于矩阵实数编码的改进遗传算法.该算法设计了与矩阵实数编码相适应的行交叉/变异、列交叉/变异和点交叉/变异算子;同时基于对问题模型相关约束的考虑,设计了合法性修复策略.仿真实验表明,该算法能有效并以较高效率求解面向多任务的制造云服务组合问题.     

制造云服务智能搜索与匹配方法

为高效地从已发布的制造云服务中搜索到满足要求的服务,实现与请求服务的准确匹配,在对制造云服务进行形式化描述的基础上,提出一种智能化的制造云服务搜索与匹配方法。该方法主要包括两部分：根据服务的类型和状态信息,快速过滤发布端服务,得到初步的候选服务集合;通过对请求端与发布端服务进行功能属性、非功能属性匹配,从候选服务集合中筛选出具有最高匹配度的制造云服务。实例分析和比较研究说明,相对于已有的服务匹配方法,该方法可行有效,不仅能实现制造云服务的高效搜索与准确匹配,而且对推动云制造技术的发展与应用具有重要意义。     

基于层次化的云制造服务组合研究

针对云制造环境下,因忽略制造过程层次化特性导致组合服务路径存在服务质量瓶颈及整体服务质量计算偏差的问题,建立了新的问题模型并提出了求解算法。首先通过分析制造任务的层次化特性,构建了层次化的云制造服务组合模型。继而使用模拟退火算法求解该模型,为提高算法的效率利用子路径的服务质量约束设计了提前剪枝策略。仿真实验证明了模型的正确性和算法的有效性。     

基于i-NSGA-Ⅱ-JG算法的云制造资源服务组合优选

针对云制造环境下资源服务组合优选问题,建立了以服务需求方约束和资源提供方约束为基础的双方约束模型;提出一种具有继承性和跳跃基因的带精英策略的快速非支配排序遗传算法对所建模型进行求解,为服务需求方找到一系列优选服务组合;构建了云制造服务质量计算模型对优选服务组合进行综合评估,选出最优资源服务组合和备选方案资源服务组合。通过算法测试表明了改进算法的有效性、普适性和高效性,通过算例论证表明了所提方法的可行性、稳定性和优越性。     

基于双层规划的云制造资源服务组合

为解决云制造环境下制造资源组合优选问题,构建了面向资源供应方、服务需求方以及云制造平台运营方三方利益的制造资源服务组合双层规划模型.该模型利用前景理论,建立了以时间、成本、交付物质量等为约束条件,服务质量为目标函数的上层规划模型,以及以资源供应方剩余负载为约束条件,资源利用率为目标函数的下层规划模型.最后,采用云遗传算...     

基于可靠性可信性分析的云制造服务组合优化

针对不稳定的制造实体可靠性和服务信誉给新时代制造带来的影响,分析了云制造服务可靠性和可信性,将服务可靠度和可信度、组合复杂度和协同度与执行时间和费用相结合,构建了一种新的服务质量(QoS)评价模型;并通过加权相对偏差评价服务组合性能,提出一种熵增强粒子群优化算法(EEPSO),再引入正态云以提高算法前期全局搜索能力和后...     

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。     

航天云制造服务应用模式研究

为提升大型集团企业核心竞争力和产品创新能力,从加强管控和研制生产协作的需求出发,引入新型云制造模式。通过对航天产品研制过程各阶段的应用服务分析,提出航天云制造服务应用体系架构。基于该架构提出基于资源集约、支持集团集中管控、面向成员单位的资源共享、面向成员单位研制协同、对外协作五种航天云制造服务应用模式。通过实例分析对应用模式进行了验证,该模式为云制造服务在航天的实际应用提供了新的思路。     

基于直觉模糊余弦相似度的云制造服务质量评价

云制造环境下云资源种类丰富且服务制约因素多,导致云制造服务质量评价困难.针对专家决策与用户评价信息的不确定性,以及评价指标类型多样的问题,提出基于直觉模糊余弦相似度的服务质量评价方法.采用可表达隶属度信息与非隶属度信息的直觉模糊数对非可量化的服务质量进行评价,并采用不受指标类型与维数限制的余弦相似度计算各个云制造服务属...     

云制造服务信任评估技术

为解决云制造服务模式中多主体之间的信任评估问题,研究了模糊化的直接信任度量化模型,提出一种基于交易经验和移动加权平均法的直接信任度预测模型,并给出模型的动态更新算法;研究了推荐信任度中推荐权值的影响因素,提出一种基于主体间信任评估相似性和主体间直接信任关系的推荐信任度权值确定算法,并结合主体间的直接交易门限值,给出推荐信任度权值的动态更新算法。     

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。