云制造下电子制造设备注册描述及能力分组研究与应用

摘要

在云制造行业细分化应用的新兴趋势下，电子制造行业作为高端制造领域中智能化和自动化程度较高的细分制造行业领域，拥有制造行业云的广阔应用前景。其中，设备资源属于电子制造行业应用广泛的核心硬制造资源，其特征性和专业性在通用型云平台资源描述过程中易被弱化，导致其交叉行业误调用后服务失败，同时，制造资源云池中设备搜索结果不理想等应用窘况在行业云发展各阶段时有发生。如何为电子制造云平台设立专业特征性的设备注册化描述过程，同时利用其能力特征动态分组，优化电子制造设备资源检索结果，是行业型云制造在电子制造设备资源组织中亟待解决的难题之一。因此，本文提出了云制造下电子制造设备的注册化描述和能力化分组的方法，以互补式解决上述电子制造云平台中设备资源组织问题。　　首先，从云制造下电子制造设备注册描述与能力分组问题研究入手。分析了电子制造设备注册化描述需求，以及基于注册描述结果基础上的设备能力分组的需求。从电子产品制造行业的领域角度出发，相对通用的描述和分组过程，结合了电子产品制造过程中规模性、精密性和感知性的特点，重新规定了设备资源注册化描述的原则与方式，以及基于注册化描述结果上能力化分组的基础和目标，并针对性设计了电子制造设备的注册化描述和能力化分组的详细步骤。　　其次，基于云制造下对设备资源描述的普遍要求，分析了电子制造设备属性的行业领域性和特征性描述内容，构建了电子制造设备注册化描述的结构分类，提出将注册化描述内容系统性分为六大模块，即基本属性、交易属性、结构属性、功能属性、感知属性和状态属性。结合电子制造领域特有的行业标准和已有的设备审核模式，提出了电子制造云平台的设备资源注册准入方式。采用本体建模七步法和Protégé工具，对实例西门子ASMTX2i高速贴片机进行了注册化描述全过程应用。　　然后，电子制造云平台发展中，设备资源在初期由于准入后缺乏种类和数目，或后期云池成熟资源繁多都对资源管理或检索效果不利，设备资源可伸缩性动态分组需求凸显。基于三种已有分组法优劣对比，指出了分组基于电子制造设备的特征能力的必要性，提出了构造设备能力元的概念。为了模糊设备能力处理并适配实际能力指标状况，引入了区间距离公式改进了FCM聚类智能算法，通过最大最小距离公式改变了各初始中心的抓取规则。在20台电子产品壳体支撑类的多凹槽工艺设备实例上，通过能力化分组最终结果对比评价，证明了基于设备能力元和改进FCM算法对电子制造设备能力化分组问题的有效性。　　最后，基于注册化描述和能力化分组的理论方法，在电子制造云平台中对设备资源的管理功能模块和设备资源组织的业务流程进行了对应，通过电子制造云平台系统可视化交互原型页面，验证了本文提出的理论方法在电子行业云制造平台中对设备资源领域性优化组织的应用价值。

目录

1 绪论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2.1 云制造下设备资源描述研究现状

1.2.2 云制造下设备资源分组研究现状

1.2.3 电子制造行业设备研究现状

1.3.1 论文的研究内容

1.3.2 论文的创新点

1.4.1 论文框架

1.4.2 章节安排

1.5 本章小结

2 电子制造设备注册描述与能力分组问题研究

2.1.1 云制造下设备描述与分组问题背景

2.1.2 电子制造设备注册描述需求

2.1.3 电子制造设备能力分组需求

2.2.1 云制造设备注册描述的方式

2.2.2 电子制造设备注册描述原则

2.2.3 电子制造设备注册发布方式

2.3.1电子制造设备能力分组的基础

2.3.2电子制造设备能力分组的目标

2.4.1 电子制造设备注册描述的流程

2.4.2 电子制造设备能力分组的流程

2.5 本章小结

3 电子制造设备注册描述分析与应用

3.1 云制造下电子制造设备描述特性

3.1.1 云制造中电子制造设备信息分类

3.1.2 电子制造设备资源属性特征分析

3.2 电子制造设备注册描述内容分类

3.2.1 电子制造设备自有属性

3.2.2 电子制造设备能力属性

3.2.3 电子制造设备运作属性

3.3.1 电子制造设备注册化判定方式

3.3.2 电子制造设备注册化准入过程

3.4.1 本体建模技术方法及工具

3.4.2 电子制造设备本体构建方案

3.4.3 电子制造设备本体构建过程

3.4.4 电子制造设备注册描述本体模型

3.5.1 电子制造设备代表实例选取

3.5.2 电子制造设备实例描述过程

3.5.3 电子制造设备准入模拟过程

3.6 本章小结

4 基于改进FCM的电子制造设备能力分组方法与应用

4.1 云制造下电子制造设备分组问题和方法

4.1.1 电子制造设备分组问题发展现状

4.1.2 电子制造设备分组一般方法

4.1.3 电子制造设备分组的代表能力选择

4.2.1 设备能力元的形成条件与过程

4.2.2 模糊 C—均值聚类智能算法

4.2.3设备能力元的区间改进FCM模型

4.3.1 初始粗糙类簇中心抓取和分组

4.3.2 设备能力元的改进 FCM分组步骤

4.4.1 电子制造设备背景与实例介绍

4.4.2 设备能力元模糊聚类求解过程

4.5 本章小结

5 注册描述和能力分组在电子制造云平台的实现应用

5.1 电子制造云平台配置环境

5.2.1 电子制造云平台设备管理需求分析

5.2.2 电子制造设备管理功能模块设计

5.3 电子制造云平台业务流程

5.3.1基于注册化描述的设备发布流程

5.3.2基于能力化分组的设备检索流程

5.4电子制造设备注册化发布实现

5.4.1 电子制造设备注册描述过程展示

5.4.2 电子制造设备注册发布结果评价

5.5电子制造设备能力化推荐实现

5.5.1 电子制造设备能力检索过程展示

5.5.2 电子制造设备能力推荐效果评价

5.6 本章小结

6 总结与展望

6.1论文总结

6.2研究不足与展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间参与的科研项目

B. 作者在攻读学位期间参与的科技竞赛

C. 学位论文数据集

致谢