云制造环境下的软件资源服务化封装技术研究

摘要

随着云计算核心技术的逐步发展与成熟，制造领域内出现了云制造的概念。云制造是一种基于网络的、面向服务的智慧化制造新模式，将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，构成制造资源和制造能力的服务云池，进行统一、集中的优化管理和经营，为用户随时随地提供各类按需制造服务。如何统一地描述云制造中的制造资源，形成统一的描述机制，以及如何对制造资源进行服务化的封装，使制造资源转化为制造服务，方便对制造资源的访问，是云制造需要解决的关键问题。
　　本文以工程设计阶段的软件资源作为具体的研究对象，在面向服务的架构及云制造系统体系结构的支撑下，建立了以软件资源为资源主体的体系结构模型。基于软件资源数据模型，提出了两种服务化封装方法，即基于Jini技术的中小粒度服务化封装方法和基于桌面虚拟化技术的大粒度服务化封装方法。主要成果如下：⑴提出了以软件资源为主体的软件资源体系结构框架。在云制造环境下，云制造资源包括制造硬资源和软资源，而软件资源是软资源中模型、数据、知识建立与传递的基础工具，是产品设计工作的基础。本文以设计阶段的软件资源为具体的研究对象，建立了以软件资源为主体的软件资源体系结构框架。⑵建立了软件资源的三维数据模型。依据软件资源的粒度划分，分别从软件资源的分类信息、资源对象信息和属性信息三个方面，建立了软件资源的三维数据模型。基于软件资源的三维数据模型，从服务化的业务逻辑的颗粒、目的以及实际应用等方面进行分类，将软件资源服务化封装划分为大、中、小三种不同层次的粒度化封装。⑶提出了软件资源的两种服务化封装方法。根据软件资源服务化的粒度划分，提出了两种类型的软件资源服务化封装方法:一种是中小粒度服务化封装方法，应用Jini技术实现了资源中小粒度封装;另一种是大粒度封装方法，应用桌面虚拟化技术实现了资源大粒度封装。⑷基于上述体系结构和服务化封装方法搭建了CloudM云制造资源共享与协同平台，在此平台上，以某微型数控铣床主轴的设计优化为应用实例，完成了主轴实例的建模、网格划分、受力分析以及优化的过程，验证了本文提出的软件资源服务化封装方法和所构建的平台的有效性。初步应用显示，依据两种封装方法开发的CloudM云平台可提供有力的设计、分析及优化环境，以服务的形式方便了软件资源的使用，对使用者来说，能够随时随地应用所需要的资源服务，可有效地缩短产品设计周期。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 课题来源

1．2 研究背景

1．3 国内外封装技术发展现状

1．3．1 制造资源封装现状

1．3．2 软件资源封装现状

1．3．3 现存问题

1．4 本文研究内容

1．5 本文研究意义

1．6 本文组织结构

2 软件资源的建模与分析

2．1 云制造的软件资源体系结构框架研究

2．2 软件资源的建模

2．2．1 软件资源的三维数据模型

2．2．2 软件资源服务化的粒度划分

2．3 本章小结

3 软件资源的中小粒度服务化封装研究

3．1 软件资源中小粒度封装的体系结构框架

3．2 软件资源中小粒度服务化封装实现

3．2．1 基于Jini的软件资源中小粒度封装

3．2．2 资源封装器的结构

3．2．3 软件资源封装模板的建立

3．3 软件资源中小粒度服务化封装流程

3．4 中小粒度封装平台总体框架与功能分析

3．4．1 平台总体框架

3．4．2 平台系统的功能分析

3．5 中小粒度封装平台搭建

3．6 本章小结

4 软件资源的大粒度服务化封装研究

4．1 软件资源大粒度封装共享概念模型

4．2 软件资源大粒度封装共享模式

4．3 软件资源大粒度封装的结构模型

4．4 软件资源大粒度服务化封装实现

4．4．1 基于桌面虚拟化的软件资源大粒度封装

4．4．2 Ulteo系统

4．5 软件资源大粒度服务化封装共享模式的实现

4．6 大粒度封装平台功能分析

4．6．1 管理平台的功能分析

4．6．2 用户自管理平台的功能分析

4．7 大粒度封装平台搭建

4．8 本章小结

5 服务化封装平台的实例应用

5．1 实验用例

5．2 实验流程

5．3 服务化封装平台应用过程

5．3．1 大粒度软件资源服务化接入过程

5．3．2 大粒度软件资源服务化接出过程

5．3．3 中小粒度软件资源服务化接入过程

5．3．4 中小粒度软件资源服务化接出过程

5．4 本章小结

6 总结及展望

6．1 全文工作总结

6．2 未来研究展望

参考文献

作者简历

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