基于制造网格的虚拟企业制造资源优化配置研究

摘要

虚拟企业是为适应快速反应而提出的一种先进制造生产组织方式。虚拟企业的制造资源优化配置过程是虚拟企业运营中的重要环节，在目前的网络条件下，虚拟企业运营缺少一种可靠而有效的制造资源管理机制，难以监控各成员企业制造资源的信息和状态，无法实现虚拟企业制造资源的高效调度。与目前的网络相比，网格具有可扩展性、互操作性、自适应性和动态性等特点。利用网格提供的资源搜索功能和信息服务，能够针对应用要求，快速组织虚拟企业，提高虚拟企业的响应速度；将网格技术应用于虚拟企业制造资源优化配置，有利于加强对虚拟企业制造资源信息和状态的监控。论文针对虚拟企业制造资源优化配置的几个关键问题，研究了基于制造网格的资源优化配置平台、制造网格资源建模以及基于制造网格的制造资源优化配置，其主要研究内容与成果如下： （1）研究了基于制造网格的资源优化配置平台。在制造网格的基础上，提出了资源优化配置平台体系结构，设计了基于Agent技术和Globus软件包的平台实现模型，阐述了平台的工作流程，讨论了平台实施的关键技术。 （2）从制造网格资源共享的角度出发，采用了面向对象思想，建立了虚拟企业制造资源的信息模型、数据模型。为制造网格中制造资源的统一管理和优化配置提供了依据，结合STEP和XML标准讨论了制造网格中资源的描述与封装。 （3）研究了基于制造网格的虚拟企业资源优化配置，基于制造网格的虚拟企业实现了资源更高层次的共享，其资源优化配置转化成为资源节点的选择问题，提出了两阶段的制造资源节点的优选方法。在确定候选资源节点阶段，提出了制造网格中制造资源的层次检索方法，通过对资源进行分组和聚类来提高资源检索的效率，适合对资源节点数目较多的制造网格中资源的检索。对于资源节点个数不太庞大的网格环境，提出基于TQCS的局部最佳制造资源的检索，确定最佳资源节点。在资源的组合优化阶段，采用妥协遗传算法进行求解，进行多目标优化，以确定最佳的资源组合。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景与意义

1.2制造网格概论

1.2.1网格的定义

1.2.2制造网格的定义

1.2.3制造网格的体系结构

1.2.4制造网格与网络化制造的比较

1.3国内外研究现状

1.3.1网格技术研究现状

1.3.2制造网格技术研究现状

1.3.3制造资源建模研究现状

1.3.4制造网格资源优化配置研究现状

1.4研究内容与论文结构

1.4.1研究内容

1.4.2论文结构

第2章基于制造网格的资源优化配置平台的设计

2.1平台构建的目的

2.2资源优化配置平台的构建

2.2.1资源优化配置平台的体系结构

2.2.2资源优化配置平台的实施模型

2.2.3资源优化配置平台的运行流程

2.3资源优化配置平台实施的关键技术

2.3.1虚拟企业制造资源建模技术

2.3.2虚拟企业制造资源描述与封装技术

2.3.3制造网格中制造资源的检索技术

2.4本章小结

第3章虚拟企业制造资源的建模与封装

3.1虚拟企业制造资源优化配置对资源建模的要求

3.2虚拟企业制造资源建模

3.2.1虚拟企业制造资源的信息模型

3.2.2虚拟企业制造资源的数据模型

3.3虚拟企业制造资源的描述与封装

3.3.1虚拟企业制造资源的描述

3.3.2虚拟企业制造资源的封装

3.4本章小结

第4章基于制造网格的资源检索与优化配置

4.1基于制造网格的制造资源优化配置过程

4.2制造网格中制造资源的层次检索方法

4.2.1制造网格中制造资源的层次检索模型

4.2.2制造资源的聚类

4.2.3候选资源节点的确定

4.2.4几种资源检索方法的比较

4.2.5数值算例

4.3基于TQCS的局部最佳制造资源的检索

4.3.1相关定义与性质

4.3.2检索的原则

4.3.3检索算法

4.3.4数值算例

4.4基于遗传算法的制造网格资源的优化配置

4.4.1问题描述

4.4.2多目标妥协遗传算法

4.4.3数值算例

第5章结论与展望

5.1结论与主要成果

5.2不足与展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间主要研究成果