云制造服務(wù)需求多粒度解析及調(diào)度方法研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化制造是制造業(yè)的發(fā)展趨勢,隨著云計算和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展,一種以按需服務(wù)、資源虛擬化為特點,以分布、異構(gòu)和多控制域的資源或資源聚合為云節(jié)點,透明、簡潔、靈活地構(gòu)建開放、動態(tài)的協(xié)同工作支持環(huán)境,同時提供標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和通用的制造服務(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)化制造模式—云制造被提出。
　　云制造模式要實現(xiàn)多用戶、多系統(tǒng)之間的交互,為客戶提供多粒度、多尺度的個性化制造服務(wù),提高生產(chǎn)效率,為云資源提供者和消費者提高經(jīng)濟(jì)效益。而現(xiàn)有的制造網(wǎng)格服務(wù)需求

2、解析標(biāo)準(zhǔn)化、單一化,解析結(jié)果較難滿足客戶個性化需求,同時,由于解析結(jié)果單一化,導(dǎo)致任務(wù)隊列較長、資源負(fù)載不均衡等問題?，F(xiàn)有的服務(wù)需求解析技術(shù)已不能完全有效的滿足云制造的按需服務(wù)、動態(tài)特性強(qiáng)、組織結(jié)構(gòu)和工作流程復(fù)雜等特點。
　　基于上述問題,本文以云制造服務(wù)需求多粒度解析及調(diào)度方法為研究對象,作了以下研究:
　　1.分析了云制造的內(nèi)涵及其體系結(jié)構(gòu)
　　通過對網(wǎng)絡(luò)化制造和制造網(wǎng)格模式的研究,重點分析了云制造的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)

3、;討論了云制造與制造網(wǎng)格、網(wǎng)絡(luò)化制造等現(xiàn)有制造模式區(qū)別;并研究了云制造的組織模式,分析了云制造的運行流程。
　　2.基于語義的云制造服務(wù)需求多粒度解析方法研究
　　本文通過對云制造內(nèi)涵及其服務(wù)需求解析問題的分析,研究了基于語義的云制造服務(wù)需求多粒度解析方法。采用語義 web構(gòu)建以客戶需求為目標(biāo)的多粒度云制造資源參數(shù)本體,建立了一套共享的術(shù)語和信息表示結(jié)構(gòu),為客戶需求解析提供一個統(tǒng)一的模式,根據(jù)客戶需求的多樣性設(shè)計了資源本體映

4、射算法,避免了同一資源因表達(dá)不同而描述不同,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建推理規(guī)則,通過 Jean推理機(jī)對客戶需求進(jìn)行推理,從而得到具體、全面、規(guī)范、多粒度的服務(wù)需求信息。
　　3.基于等級劃分的云制造資源調(diào)度算法
　　針對云制造資源異構(gòu)性、復(fù)雜性、聚合性等特點,以任務(wù)負(fù)載均衡和資源利用率為目標(biāo),采用一種基于等級劃分的動態(tài)資源調(diào)度算法。該算法采用啟發(fā)式算法的思想,構(gòu)建資源矩陣,并根據(jù)任務(wù)分布的情況選用不用的算法,在犧牲部分時間復(fù)雜度性能的基

5、礎(chǔ)上大幅提高系統(tǒng)的吞吐量。同時在資源調(diào)度過程中加入負(fù)載管理器作為反饋環(huán)節(jié),負(fù)載管理器收集云制造資源負(fù)載信息并將結(jié)果反饋給資源調(diào)度器,資源調(diào)度器根據(jù)反饋的結(jié)果增加或減少制造資源以保證云制造資源調(diào)度的實時性和負(fù)載均衡性。
　　4.開發(fā)了云制造服務(wù)需求解析模塊原型平臺
　　討論了云制造平臺的總體框架、邏輯結(jié)構(gòu)等,開發(fā)了云制造服務(wù)需求解析模塊,并對本文的理論和方法進(jìn)行了初步驗證;
　　本文的研究成果對于促進(jìn)制造業(yè)自動化信息化的