基于语义Web的云制造加工资源发现机制研究

摘要

当前的网络化制造由于缺乏良好的运营模式，没有实现动态智能的制造资源共享与分配，制约了其应用与推广。云制造是面向服务的网络化制造新模式，融合了网络化制造以及云计算、物联网等新兴技术，旨在为各类制造资源提供统一的、集中的智能化管理和经营。为了实现云制造系统中资源的集中管理，需要对分布在不同地理位置的制造资源进行搜索和发现。本文结合国家自然科学基金资助项目―面向云制造的底层加工设备云端化方法研究（51005260），以加工资源为研究对象，从资源发现系统框架、加工资源和加工任务的信息模型以及资源匹配规则三个方面对云制造加工资源发现机制进行研究。
　　语义Web是当前Web的扩展，通过结构化和标准化的方式为信息赋予确定的含义，从而提高信息处理的智能化程度。为了实现加工资源的自动发现，本文采用语义Web技术，从设备实体、资源代理、知识模型和平台用户四个层次构建云制造加工资源发现系统框架，并对框架中的资源管理、任务管理、信息集成和知识推理模块进行阐述。
　　本体是语义Web的重要组件，能够为信息中融入语义。本文使用本体建立加工资源和加工任务的信息模型，并采用网络本体语言OWL进行描述。同时提出了领域本体的概念，通过领域本体的复用实现领域知识共享，提高了加工资源信息建模的效率。
　　加工资源发现过程需要相应匹配规则的支持，在对加工资源和加工任务的信息模型进行分析之后，从加工领域、属性结构、数值约束和服务信息四个方面建立匹配规则，并采用语义Web规则语言SWRL进行描述。
　　通过Protégé本体编辑软件和Pellet推理机对云制造加工资源发现过程进行仿真分析，得到了预期的结果，表明了系统框架和信息模型的合理性，验证了加工资源匹配机制的有效性。
　　最后对本文的工作进行了总结，并对下一步的研究工作提出了建议和设想。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 云制造概述

1.3相关领域研究现状

1.4论文的研究内容及结构安排

2 云制造加工资源发现系统框架

2.1 语义Web简介

2.2 云制造加工资源发现系统

2.3 本章小结

3 云制造加工资源的语义描述

3.1 加工资源建模工具

3.2加工资源信息模型

3.3 本章小结

4 云制造加工资源发现机制

4.1 加工任务信息模型

4.2 加工资源发现机制

4.3 本章小结

5 云制造加工资源发现过程仿真

5.1 系统仿真工具

5.2 基于Protégé的本体建模

5.3 基于Pellet的知识推理

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 全文工作总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附 录