面向中小企業(yè)的云制造服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化制造的快速發(fā)展以及越來越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，為中小企業(yè)的生存帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。不同于集團(tuán)企業(yè)，中小企業(yè)的研發(fā)能力較弱，制造能力受限較多，如何幫助中小企業(yè)在目前的市場(chǎng)環(huán)境下獲得更大的發(fā)展空間，云制造這一先進(jìn)的制造模式為我們帶來了新的研究思路。本文通過介紹面向中小企業(yè)的云制造模式及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究背景和意義，指出了云制造模式能幫助中小企業(yè)更快地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造從而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力;通過分析目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)云制造和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化制造的研究現(xiàn)狀，

2、總結(jié)了目前關(guān)于中小企業(yè)云制造平臺(tái)應(yīng)用研究中尚存在的不足和局限性，并據(jù)此確定了本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)分析了面向中小企業(yè)的云制造模式的應(yīng)用特點(diǎn)，提出了基于動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的云制造應(yīng)用模式，給出了該模式下參與云制造的三個(gè)角色各自的職責(zé)和提供/獲得/管理制造服務(wù)的方法和步驟。搭建了基于動(dòng)態(tài)聯(lián)盟和資源共享的五層云制造平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)，針對(duì)每層進(jìn)行了功能介紹和模塊分析。建立了面向服務(wù)的基于ESB的集成架構(gòu)并對(duì)該架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)功能的工具進(jìn)行了

3、分析和選取，在此基礎(chǔ)上建立了實(shí)現(xiàn)面向中小企業(yè)的云制造平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)體系。
　　 (2)分析了云制造環(huán)境下云制造服務(wù)的屬性和特點(diǎn)，對(duì)制造資源進(jìn)行了分類和形式化地描述，提出了一種基于動(dòng)態(tài)描述邏輯(Dynamic Description Logic，DDL)的云制造服務(wù)描述方法并且建立了一種基于動(dòng)態(tài)描述邏輯的匹配過程原子動(dòng)作理論——將云制造服務(wù)匹配過程視為一組存在邏輯關(guān)系的原子動(dòng)作集合，在此基礎(chǔ)上建立了一種基于DDL的云制造服務(wù)匹配策

4、略，給出了該策略下的匹配判定規(guī)則和算法。
　　 (3)分析了云制造環(huán)境下制造服務(wù)的優(yōu)選需求和關(guān)鍵問題，建立了以組合服務(wù)QoS為依據(jù)的制造服務(wù)優(yōu)選方案和“基本QoS模型→關(guān)聯(lián)QoS模型→靜態(tài)組合QoS模型→動(dòng)態(tài)組合QoS模型→優(yōu)選模型→算法求解”的研究思路。在該研究思路指導(dǎo)下，利用統(tǒng)計(jì)邏輯關(guān)系這一新概念來描述制造服務(wù)之間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立了基于統(tǒng)計(jì)邏輯關(guān)系的關(guān)聯(lián)QoS模型;對(duì)QoS的更新機(jī)制進(jìn)行了研究，提出了基于企業(yè)自主更新和歷

5、史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)加權(quán)求和的更新方法，引入了更新參數(shù)τ用以控制歷史數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的影響程度，并最終建立了動(dòng)態(tài)QoS模型。最后，對(duì)基于動(dòng)態(tài)組合QoS的制造服務(wù)優(yōu)選問題進(jìn)行了形式化描述和數(shù)學(xué)建模，并采用粒子群算法對(duì)優(yōu)選問題進(jìn)行了求解和驗(yàn)證。
　　 (4)基于云制造平臺(tái)中可能出現(xiàn)多任務(wù)并行制造的情況，建立了以案例為導(dǎo)向的云制造服務(wù)配置思路，通過分析案例導(dǎo)向的云制造服務(wù)配置特點(diǎn)提出了基于制造能力負(fù)載均衡的云制造服務(wù)配置方法。該方法的核心思想可以

6、概括為:以多案例協(xié)同進(jìn)行為前提、以制造案例為導(dǎo)向、以制造云服務(wù)使用狀態(tài)監(jiān)控為主線，以制造能力為衡量手段，以相同制造能力負(fù)載均衡為目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)擁有同質(zhì)制造能力的云制造服務(wù)提供商能夠最大程度上獲利均衡。作為對(duì)配置過程的支持，形式化地描述了案例執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)控過程，并提出了一種新的描述方法——調(diào)整域△，利用△確定制造能力沖突位置和具體表現(xiàn)。在進(jìn)行制造能力沖突消解的過程中，考慮到云制造服務(wù)獨(dú)占性和地理分布性的特點(diǎn)提出了制造地域隸屬度的概念，建立了

7、基于制造地域隸屬度的制造能力消解方法，給出了該方法實(shí)現(xiàn)的步驟。最后給出了基于制造能力負(fù)載均衡的云制造服務(wù)配置方法的數(shù)學(xué)模型，建立了問題求解的若干假設(shè)、目標(biāo)函數(shù)和約束條件，并用實(shí)例驗(yàn)證了本章方法的正確性和可行性。
　　 (5)通過對(duì)云制造環(huán)境下制造服務(wù)交易過程的分析建立了基于多屬性協(xié)商的云制造服務(wù)交易方法，多屬性協(xié)商考慮了云制造服務(wù)交易過程中表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)性、高分布性、復(fù)雜性和自治性，并且協(xié)商交易符合中小企業(yè)實(shí)際交易需求和交易中遵循

8、的低價(jià)高利潤(rùn)的原則。建立基于多屬性協(xié)商的交易模型時(shí)首先針對(duì)多屬性協(xié)商進(jìn)行研究，建立了衡量不同屬性表現(xiàn)的效用函數(shù)U(x)，利用U(x)建立了基于同步讓步的云服務(wù)協(xié)商策略，包括協(xié)商提議的確定與駁回，可接受區(qū)域、可協(xié)商區(qū)域和駁回區(qū)域的確定，基于時(shí)間的讓步策略模型的建立。在此基礎(chǔ)上給出了基于多屬性協(xié)商的云制造服務(wù)交易方法的操作步驟。
　　 (6)根據(jù)論文的研究成果搭建了面向鍛造行業(yè)的云制造服務(wù)平臺(tái)原型系統(tǒng)，介紹了平臺(tái)所使用的集成開發(fā)環(huán)境