云制造資源虛擬化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用.pdf

1、云制造作為一種新的面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造模式，推動制造領(lǐng)域生產(chǎn)模式由以產(chǎn)品為中心向以服務(wù)為中心的快速變革。資源虛擬化是云制造實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)，是提高整個云制造系統(tǒng)魯棒性的關(guān)鍵。本文考慮云制造環(huán)境中分布制造企業(yè)間的異構(gòu)制造資源與制造能力，研究云制造資源虛擬化的關(guān)鍵問題;分析制造領(lǐng)域資源與能力的關(guān)鍵特性，設(shè)計(jì)支持云制造服務(wù)內(nèi)容與服務(wù)模式的資源虛擬化框架，提出面向制造資源與制造能力的虛擬化理論與方法，實(shí)現(xiàn)制造資源與制造能力的全局共享與流通。

2、主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)構(gòu)建具有多粒度多視角的云制造資源虛擬化框架。針對云制造服務(wù)內(nèi)容與服務(wù)模式，分析云制造資源在虛擬化過程中的存在形態(tài)、形態(tài)間的復(fù)雜關(guān)系、各種形態(tài)的復(fù)雜特性、以及資源使用的復(fù)雜性，構(gòu)建多粒度多視角云制造資源虛擬化框架，提出框架的主要關(guān)鍵技術(shù)和運(yùn)行機(jī)制，通過與已有框架的比較，分析所構(gòu)建框架的特點(diǎn)。
　　(2)設(shè)計(jì)云制造資源規(guī)范化描述模板并提出相應(yīng)的語義填充方法。以云制造共享內(nèi)容為對象，給出多粒度與多視角

3、的定義，建立相應(yīng)的形式化描述模型，提出求解資源粒度集的全序劃分序列算法，用于實(shí)現(xiàn)多粒度轉(zhuǎn)換與多視角交互;以制造能力為核心設(shè)計(jì)制造資源的概念模型，保證制造資源與制造能力間的松散耦合性;從資源與能力含義、應(yīng)用模式、約束條件、上下文、云制造知識等角度分析影響制造資源與制造能力語義的關(guān)鍵因素，基于層次化方法組織相關(guān)元數(shù)據(jù)，建立制造資源與制造能力語義模型;基于建立的領(lǐng)域本體模型，提出制造資源與制造能力語義填充方法。
　　(3)提出多粒度多目

4、標(biāo)虛擬資源生成算法。考慮資源應(yīng)用中用戶需求的多樣性以及復(fù)雜制造任務(wù)間存在的多粒度與多角度間的差異，基于影響復(fù)雜任務(wù)分解的三個關(guān)鍵因素，將傳統(tǒng)的資源功能相似度擴(kuò)展到資源對復(fù)雜任務(wù)需求的貢獻(xiàn)度、資源制造能力的協(xié)同等方面，分別設(shè)計(jì)面向?qū)傩?、面向活動、面向過程的多粒度虛擬資源生成算法?？紤]云平臺資源應(yīng)用所需的準(zhǔn)確性與高效性，建立多目標(biāo)虛擬資源生成模型，結(jié)合Fuzzy C-Means(FCM)算法的高效性與Gravitational search

5、 algorithm(GSA)的全局搜索能力，提出基于進(jìn)化算法的虛擬資源生成算法，為云平臺處理不同規(guī)模不同類型的資源應(yīng)用提供多樣選擇。
　　為對本文提出的資源虛擬化框架及方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，面向航空制造企業(yè)開發(fā)資源虛擬化應(yīng)用原型系統(tǒng)。以直升機(jī)尾翼組件轉(zhuǎn)子葉片的制造為例，實(shí)現(xiàn)了制造資源與制造能力的規(guī)范化描述和語義填充，并通過模擬仿真對提出的多粒度多目標(biāo)虛擬資源算法進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示提出的模型與方法為云平臺資源應(yīng)用提供了充分全面的資