制造网格的体系结构及其资源管理技术

摘要

本文主要研究了制造网格系统的体系结构及其资源管理技术。 从制造网格的需求和特征两个方面进行分析，建立了制造网格系统的体系结构，指出制造资源是制造网格系统中最重要的元素，制造网格系统中资源管理的研究是最关键的核心内容之一。 分析了制造网格中资源的特点并对其进行分类，在此基础上建立了制造资源的信息模型、数据模型、结构模型和信息管理模型及命名模型，这些模型分别从不同的角度应用各种建模方法对制造资源进行完整建模和统一描述，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。 提出了一种适合制造网格系统的层次检索方法，该方法通过对资源进行分组和聚类来提高资源检索的效率，并应用遗传算法对制造资源进行优化组合，经分析该层次检索方法具有正确性、高效性和实用性。同时，与网格中的其它资源检索方法相比，该方法具有较低的时间复杂度和空间复杂度，适用于资源复杂多样的制造网格系统。 研究了制造网格中的资源调度策略，建立了资源管理和调度模型。将资源和任务以及任务执行结果用统一的方法进行封装和描述，是进行资源调度的前提。探讨了将制造资源封装成制造服务以及对服务资源的状态和任务特性进行描述的方法。同时，对资源选择和调度过程中可能产生的资源冲突问题进行了探讨，并提出了一种网格环境下设备资源的冲突解决方法。 在上述研究的基础上，开发了一个制造网格资源管理系统原型，最后介绍了该原型系统的实现环境及实现方法，并验证了本文提出的资源管理和优化配置算法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词表

声明

1绪论

1.1研究背景

1.1.1网络化制造

1.1.2网格技术

1.1.3制造网格的概念及其应用

1.2国内外研究现状

1.2.1网格应用和研究现状

1.2.2制造资源管理方法的研究

1.3课题来源及本文主要工作

1.3.1课题来源

1.3.2选题意义

1.3.3本文主要工作

1.3.4论文结构

2制造网格系统的体系结构

2.1制造网格系统需求分析

2.2制造网格系统的特点

2.2.1网格系统的基本特征

2.2.2制造网格系统的特点

2.3制造网格系统的体系结构

2.3.1制造网格服务单元

2.3.2制造网格系统的体系结构

2.3.3制造网格系统关键技术

2.4本章小结

3制造网格中制造资源的建模与管理

3.1制造网格中制造资源的特点和分类

3.1.1制造网格中制造资源的特点

3.1.2制造网格中制造资源的分类

3.2制造网格中制造资源的建模

3.2.1制造资源的信息模型

3.2.2制造资源的数据模型

3.2.3制造资源的结构模型

3.2.4制造资源的管理模型

3.2.5几种资源模型之间的关系

3.3制造资源的聚类

3.3.1归一化

3.3.2确定相似系数

3.3.3聚类

3.3.4算例验证

3.3.5讨论

3.4本章小结

4制造网格中资源的优化配置与检索

4.1制造网格中制造资源的层次检索方法

4.1.1检索模型及其检索流程

4.1.2候选资源的确定

4.1.3最佳资源的选择

4.1.4算法性能分析

4.2基于TQCS的局部最佳制造资源的检索

4.2.1算法设计原则及优化配置函数的确定

4.2.2搜索算法

4.2.3搜索算法的实现过程

4.2.4算法性能分析

4.3基于遗传算法的多个资源的优化选择

4.3.1问题的提出

4.3.2资源选择问题的数学描述

4.3.3适应度函数的构造

4.3.4算法描述

4.3.5模拟实验

4.4几种资源检索方法的复杂度比较

4.4.1穷举法

4.4.2集中法

4.4.3 RT方法

4.4.4层次检索方法

4.5本章小结

5制造网格中制造资源的调度

5.1制造网格中的资源调度策略及其调度过程

5.1.1制造网格中的资源调度策略

5.1.2制造网格中的资源调度模型

5.2制造资源的封装与描述

5.2.1 Web服务的封装

5.2.2资源状态的封装

5.3制造任务的分解

5.3.1一般性任务分解原则

5.3.2制造任务的分解与规划

5.3.3任务执行网络图

5.4任务特性的描述

5.5设备资源的冲突解决

5.5.1制造网格中的任务并行-资源冲突问题

5.5.2设备受限时资源的冲突解决

5.5.3广域范围内设备资源的冲突解决

5.6本章小结

6系统开发及验证

6.1网络化协同制造环境

6.2制造网格系统的工作机制

6.2.1相关支撑技术

6.2.2 MGRMS系统的工作过程

6.3系统功能及开发环境

6.4原型系统的开发与实现

6.4.1制造任务的分解与规划

6.2.2制造资源的配置与优化

6.2.3制造网格中制造资源的管理

6.5本章小结

结束语

致谢

参考文献

博士学位期间发表论文