云制造环境下服务资源的共享与优化配置研究

摘要

21世纪，随着网络信息技术的飞速发展，制造业呈现出网络化、虚拟化、智能化和服务化的发展趋势。为了符合这些发展趋势的要求，一种新的制造模式——云制造应运而生。云制造秉承以“制造即服务”的理念，借助云计算、物联网等相关的高新信息技术，解决了网络环境下制造资源集成与共享的难题，实现了服务资源与任务的搜索和智能匹配;再通过对服务资源进行优化调度，形成最优的服务组合，从而达到服务资源优化配置的目的。因此，对服务资源的共享与优化配置进行研究有着重要的理论意义和实用价值。为此，论文结合国家自然科学基金项目“时序约束关联协同制造任务驱动的跨组织资源服务链构建与运行研究”（项目编号:71271192），对云制造环境下服务资源的共享与优化配置问题进行深入研究。本文的主要研究工作如下:
　　 (1)阐述了云制造的基本思想，在理解Web语义的基础上，构建了云制造资源的语义本体，并建立云制造资源的描述模版，实现云制造服务资源的封装与发布。最后通过云制造资源的虚拟化框架，实现制造资源的虚拟化研究。
　　 (2)详细的分析云制造任务的模型及构建云制造任务本体，提出了基于层次、QoS以及云服务资源的混合分解算法，实现云制造任务的分解。以此为基础提出了基于云制造代理的云服务资源发现算法，实现云服务资源的搜索。
　　 (3)研究了云服务资源的匹配模型，提出了适应于云制造活动的混合匹配算法，得出任务与服务资源的匹配度值，实现任务与服务资源的匹配;然后根据智能优化算法的相关理论，构建基于改进蚁群算法的云服务资源优化配置模型及评价函数，并对其进行求解，从而得到整个制造活动中的最优服务组合。最后采用案例验证该方法的可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 背景

1．1．1 制造业发展趋势

1．1．2 先进制造模式发展历程

1．1．3 云计算及物联网的兴起

1．2 云制造

1．2．1 云制造概念

1．2．2 云制造特征

1．3 资源共享与优化配置技术研究现状

1．3．1 资源建模描述研究现状

1．3．2 任务分解及匹配研究现状

1．3．3 资源优化配置研究现状

1．4 目的及意义

1．5 研究思路

1．6 研究内容

2 云制造资源虚拟化研究

2．1 云制造资源虚拟化框架

2．2 基于Web语义的制造资源的描述

2．2．1 Web语义概述

2．2．2 云制造资源分类

2．2．3 云制造资源属性

2．2．4 云制造资源本体构建及描述

2．3 云制造资源虚拟化实现

2．3．1 资源接口实现

2．3．2 云制造资源虚拟化步骤

2．3 案例

3 云制造任务分解及服务发现研究

3．1 云制造任务的特点及描述

3．1．1 云制造任务的特点

3．1．2 云制造任务本体语义模型及描述

3．1．3 云制造任务描述

3．2 制造任务分解算法相关研究

3．2．1 任务分解原则

3．2．2 任务分解方法

3．3 基于Agent的服务资源发现研究

3．3．1 Agent相关概述

3．3．2 基于Agent的资源发现研究

3．3．3 算法过程描述

3．4 案例

4 云制造服务的优化配置研究

4．1 云服务资源的匹配研究

4．1．1 云服务资源的匹配模型

4．1．2 云服务资源的匹配算法

4．1．3 算法实现

4．1．4 案例

4．2 云制造资源的优化配置研究

4．2．1 资源优化配置概述

4．2．2 评价函数构建

4．2．3 基于改进蚁群算法的资源优化配置建模

4．2．4 蚁群模型改进

4．3 算法步骤

4．4 案例

5 总结与展望

5．1 本文主要工作总结

5．2 下一步工作展望

参考文献

攻读学位期间的科研成果

致谢