基于本體的制造網(wǎng)格任務(wù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在經(jīng)濟全球化、全球信息化形勢下，制造網(wǎng)格成為網(wǎng)絡(luò)化制造領(lǐng)域新的研究熱點。制造網(wǎng)格的最終目標是實現(xiàn)對制造資源的共享和協(xié)同工作，提供良好的服務(wù)質(zhì)量(QOS)，以完成用戶(服務(wù)請求者)提交的任務(wù)。任務(wù)管理是制造網(wǎng)格中基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的研究工作。在任務(wù)實施過程中，任務(wù)管理系統(tǒng)必須能夠根據(jù)任務(wù)的服務(wù)需求和制造網(wǎng)格資源的服務(wù)狀態(tài)，對任務(wù)所要求的資源服務(wù)進行服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和匹配，同時，任務(wù)的創(chuàng)建和描述、任務(wù)的分解和規(guī)劃、任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行等問題也必須得到有效

2、的解決。任務(wù)管理是制造網(wǎng)格系統(tǒng)連接應(yīng)用主體的關(guān)鍵紐帶，其功能不完善，將制約制造網(wǎng)格的應(yīng)用與推廣。所以，任務(wù)管理系統(tǒng)的成功與否不僅關(guān)系到服務(wù)的效率和成敗，同時直接決定制造網(wǎng)格用戶的參與和接受程度。 論文深入分析研究了制造網(wǎng)格環(huán)境中的任務(wù)管理問題，從理論研究和實際應(yīng)用的角度圍繞任務(wù)管理的若干關(guān)鍵技術(shù)展開，在制造網(wǎng)格任務(wù)創(chuàng)建、分解、規(guī)劃、建模、服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配等方面進行了較深入研究。任務(wù)管理關(guān)鍵技術(shù)的研究和實現(xiàn)，從技術(shù)上解決了影響制造網(wǎng)

3、格應(yīng)用的瓶頸問題。 為了論文研究內(nèi)容的全面展開，研究和實現(xiàn)基于本體的制造網(wǎng)格任務(wù)和服務(wù)描述、基于模塊化的制造網(wǎng)格任務(wù)分解、基于活動工期和服務(wù)約束的制造網(wǎng)格任務(wù)規(guī)劃、基于本體和服務(wù)能力的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和匹配，論文首先在分析和研究網(wǎng)格技術(shù)、語義網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化制造的特點，構(gòu)建了一個支持本體服務(wù)的制造網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)及其任務(wù)管理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了本地服務(wù)層、核心服務(wù)層、公共服務(wù)層及領(lǐng)域服務(wù)層的功能特點。任務(wù)管理系統(tǒng)是制造網(wǎng)格系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中

4、的一個應(yīng)用。論文對任務(wù)管理系統(tǒng)中任務(wù)創(chuàng)建與建模、任務(wù)分解與規(guī)劃、服務(wù)發(fā)現(xiàn)與任務(wù)分配、任務(wù)執(zhí)行與監(jiān)控等功能模塊的主要作用進行了分析，為研究任務(wù)管理關(guān)鍵技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。 制造網(wǎng)格中服務(wù)請求者對服務(wù)需求的描述與服務(wù)提供者對服務(wù)的描述常因企業(yè)而異。為尋找先進的理論和方法指導制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)描述，以實現(xiàn)快速、高效的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配，提出了基于本體的制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)的建模方法。將本體論與網(wǎng)絡(luò)化制造研究相結(jié)合，通過分析制造網(wǎng)格中

5、的基本本體類，建立了一個基于OWL-S的面向網(wǎng)絡(luò)化制造的Web本體模型一制造網(wǎng)格本體，并基于制造網(wǎng)格本體分別建立了制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)的描述模型，實現(xiàn)了制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)的語義化描述，為進行基于本體的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配研究奠定了基礎(chǔ)。 制造網(wǎng)格任務(wù)需要分解成為一系列的子任務(wù)和活動，以便于多個服務(wù)節(jié)點提供的服務(wù)進行協(xié)作完成。論文根據(jù)制造業(yè)的任務(wù)特點提出了一種基于模塊化的任務(wù)分解策略和分解模型，根據(jù)任務(wù)的“弱耦合，強內(nèi)聚”的要求，

6、分別提出了一種活動間相關(guān)度判定的方法和任務(wù)粒度的度量方法，并建立了基于QoS的任務(wù)分解規(guī)則，提出了制造網(wǎng)格任務(wù)分解的基本步驟和方法。 為了對制造網(wǎng)格任務(wù)進行有效管理和控制，需要對任務(wù)分解后的活動進行規(guī)劃，根據(jù)活動間的約束關(guān)系確定關(guān)鍵活動及其時間進度，達到縮短整體任務(wù)的完成工期，提高服務(wù)質(zhì)量(QoS)的目的。本文提出了先基于活動工期進行任務(wù)初始規(guī)劃，再對服務(wù)約束下的任務(wù)規(guī)劃進行調(diào)整的方法，還提出了基于活動工期和服務(wù)約束下的工期一成

7、本優(yōu)化算法，實現(xiàn)了“向關(guān)鍵路徑要時間，向非關(guān)鍵路徑要資源(服務(wù))”的制造網(wǎng)格任務(wù)規(guī)劃目標。 在制造網(wǎng)格環(huán)境下，任務(wù)服務(wù)能力需求與服務(wù)的服務(wù)能力相匹配是服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配的基本要求，關(guān)系到制造網(wǎng)格資源共享目標的實現(xiàn)。為此，在分析和總結(jié)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，給出了基于OWL-S的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)布、發(fā)現(xiàn)與匹配過程，提出了基于服務(wù)能力的匹配要素IOPE、匹配度定義和匹配規(guī)則，還提出了一種基于本體和服務(wù)能力的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配的算法。