染整CPPS中虚拟资源管理系统

摘要

云制造虚拟资源管理系统就是通过物联网、CPPS、计算系统虚拟化等技术，实现物理制造资源（硬制造资源、软制造资源以及制造能力）的全面互联、感知与反馈控制，并将物理制造资源转化为逻辑制造资源，解除物理制造资源与制造应用直接的紧耦合依赖关系，以支持资源高利用率、高可靠、高安全、高可用的虚拟化管理系统。
　　本文结合染整行业中的染整生产工艺流程，提出了染整CPPS中的虚拟资源管理系统。通过分析染整中的前处理、染色、印花和后整理四个工艺流程中所涉及的所有生产设备、技术知识、布料信息等资源，利用云制造资源描述模板对生产资源进行封装、建模，虚拟化资源并发布注册到服务中心，构建云制造虚拟资源池。为了高效、安全地利用虚拟资源池，结合软件开发技术，利用J2EE技术开发了基于染整的虚拟资源管理系统的原型，分析系统的功能模块、性能要求以及数据库设计，采用面向对象、面向服务的编程方法，搭建了云服务系统，封装、实现对应的资源发布注册、订单需求申请、用户统一管理、资源监控管理、服务交易评估等模块。同时，采用软件测试方法，在云制造环境下，验证了虚拟资源管理的正确性和稳定性。
　　云制造虚拟管理是一种新的制造模式和手段，代表了未来制造业的发展趋势，是实现生产制造数字化、网络化、智能化的重要技术，有着广阔前景，是实现“工业4.0”战略和“中国制造2025”计划的重要步骤。本文正是基于这个背景提出的资源虚拟化管理，从资源描述和资源管理两个方面深度研究云制造的虚拟化和服务化。

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第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文主要研究工作

1.4 论文组织结构

1.5 本章小结

第二章关键技术概述

2.1 云计算技术

2.2 CPPS技术

2.3 CloudSim虚拟仿真技术

2.4 J2EE技术

2.5 本章小结

第三章制造资源的虚拟化与服务化

3.1 云制造资源分析

3.2 云制造资源虚拟化封装建模

3.3 硬制造资源虚拟化

3.4 软制造资源虚拟化

3.5 制造能力服务化

3.6 基于染整资源的虚拟化建模实例

3.7 本章小结

第四章虚拟资源管理系统需求分析与设计实现

4.1 需求分析概述

4.2 虚拟资源管理系统需求分析

4.3 系统总体架构设计

4.4 基于CloudSim扩展的制造设备虚拟化实现

4.5 系统主要功能模块设计

4.6 系统数据库设计

4.7 本章小结

第五章系统测试与验证

5.1 测试目标及环境

5.2 测试方法及内容

5.3 测试用例与测试结果

5.4 测试结果分析

5.5 本章小结

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢