e-制造服务市场下制造协同服务链组建方法与技术

摘要

在经济全球化、全球信息化和服务网络化的全球制造服务环境下，为企业，特别是中小企业充分利用和共享社会制造资源，提供先进制造模式及其系统支持环境，实现制造、运营能力的外在化、服务化，降低经营风险，已经成为我国制造业信息化深度建设的重要战略。作为聚集企业资源、协调企业合作关系的电子化制造服务市场(简称：e-制造服务市场)，为虚拟企业合作伙伴间的制造与服务“连接”提供了高效的市场设施和信息服务环境。
　　 e-制造服务市场下的制造协同服务链MfgCSC(Colaboration Service Chainfor Manufacturing)是面向制造域的协同型电子化市场的具体制造服务形式。本文对e-制造服务市场下零部件/产品加工制造协同服务链快速组建的相关理论、方法和关键技术进行研究。全球制造服务网络MSN(Manufacturing ServiceNetwork)下的MfgCSC是为响应某个零部件/产品制造的市场机遇，由满足客户制造加工需求的多个独立、自治、异构的Web制造服务，根据制造服务任务，按一定的制造加工过程顺序和/或制造服务约束关系组合而成的开放、临时、协同的动态制造联盟，它是实现零部件/产品制造加工网络化、服务化和智能化的有效途径。对此，本文主要开展了以下研究工作：
　　 (1)通过对B2B电子化市场服务特征及其业务模型分析，以及在对e-制造服务市场和制造服务网络的组成结构、协同业务及其信息交互方式研究的基础上，对MSN和MfgCSC概念进行了界定，并给出了MfgCSC的形式化描述模型。研究了MfgCSC的形成过程及其语义互操作性需求，建立了基于语义Web的制造协同服务链组建框架及其互操作性技术体系，为实现MfgCSC快速组建奠定了理论基础。
　　 (2)为解决Internet上大量制造服务描述的异构性问题，本文在研究制造服务本体建模方法和基于语义的制造服务描述技术标准的基础上，提出了基于OWL-DL的Web制造服务语义描述建模方法。根据Web制造服务描述建模需求，提出了“二层-三元组”制造加工服务本体模型，构建了由核心本体和可扩展本体组成的制造加工服务描述语义网。用描述逻辑进行制造加工知识之间的关系和约束描述，为实现制造服务分类及其语义相似匹配提供了良好的推理架构。
　　 (3)针对目前基于语法匹配的Web服务发现模式的不足，本文在对制造服务匹配模式、Web服务匹配方法与技术研究的基础上，提出基于概念图的语义相似性度量方法，建立了基于概念图的制造服务语义匹配算法。根据制造服务本体模型，提出了制造服务语义匹配的三层度量模型，给出了具有不同语义特征的制造加工服务能力和加工过程等的语义相似性计算方法，为快速组建MfgCSC提供了方法和技术支持。
　　 (4)根据Web制造服务优化组合和面向制造的协同服务链组建需求，结合0-1整数规划理论，建立了基于语义相似度的制造服务组合优化模型。为实现制造协同服务链服务工作流快速描述与配置，建立了制造服务“协同”关系语义描述模型和基于服务接口的制造服务工作流模型，设计了抽象制造服务流程模板和制造服务伙伴接入模板，建立了面向制造任务的三阶段MfgCSC组建算法，为MfgCSC组建原型系统的设计与开发提供了一个整体解决方案。
　　 (5)在理论、方法和关键技术研究的基础上，依托区域中小企业制造加工公共服务平台建设为应用背景，设计了面向e-制造服务市场的MfgCSC组建原型系统(MfgCSCFS)。建立了基于Agent的MfgCSCFS功能体系结构、技术架构。设计开发了制造服务建模、匹配与制造服务链组建的一体化应用系统部分核心组件。
　　 研究结果表明：本文研究并提出的面向制造加工的协同服务链组建方法与技术是支持Internet环境下制造服务“连接”的一套有效的整体解决方案，并对制造域其他同类问题的解决有一定的借鉴意义。