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《哈尔滨工业大学》 2008年
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基于应用服务提供商平台的网络化制造资源共享研究

王国庆  
【摘要】: 网络化制造是制造业对制造资源的快速重组与全球共享的需求推动下出现的一种适应全球制造业发展趋势的崭新的生产模式,是对传统制造模式的扬弃与创新。通过它不但可以把国内分散的资源集成起来,形成规模优势,而且可以促进企业间的协作以及生产与设计的协同,进行合作生产与营销,更加及时、有效地共享资源、销售和供应网络,提高整体竞争能力。在这种网络经济环境下,本文研究了一种基于应用服务提供商(Application Service Provider, ASP)模式的网络化制造资源共享方法。全文的研究内容主要包括以下几个部分: 建立了基于网格思想的ASP多对多服务模型。首先提出了网络化制造ASP平台的多对多服务模式,使得地理分布的多个ASP服务节点协同面对客户的制造应用服务,提高了制造平台的服务能力,并且缓解了网络带宽的压力。按照平台不同用户角度详细分析了网络化制造ASP平台的业务流程。接着对本文提出网络化制造ASP平台的功能进行了明确的定位,从平台应该具备的管理功能到专业服务功能,对其构成进行了详细的分析,并简单介绍了平台系统的分层结构。最后提出网络化制造ASP平台基于网格思想的五层体系结构,为网络化制造ASP平台的实施提供指导。研究支持网络化制造ASP平台的制造资源建模方法。根据网络化制造资源建模的目的与要求,确定网络化制造ASP平台制造资源建模的基本原理及方法。该建模方法由模型抽象、模型分割、模型一致性操作以及模型规范化等构成,遵照网络化制造全局观点形成全局统一模型,体现了资源在网络环境下的动态特性、ASP模式下资源雇用关系的费用特点。按照该方法定义了制造资源的模型结构,抽象了各类资源的特征属性。采用XML语言实现对资源模型以及模型的属性元素进行了定义,形成基于XML的资源描述文档。最后通过一个设备资源的例子验证了该建模方法的可行性。 提出了分布式与集中式相结合的网络化制造资源的组织与发现。研究了网络化制造ASP平台的制造资源组织与发现的问题,提出了一个分层发现模式。在该模式下,制造资源的发现由分布层的首次路由与集中层的遍历和匹配构成。集中层内采用了改进k-d树的组织和索引算法,详细分析该算法的原理与实现,接着重点分析了资源请求与资源的匹配问题,在资源模型的支持下采用了基于资源特征属性相似度的匹配方法,建立局部特征属性的计算模型,并通过最近相邻法来合成全局相似度,为客户请求输出一个满意的资源集合,并对该方法进行了实例验证。 提出面向ASP平台的资源约束下的工作流优化与调度方法。首先给出了ASP平台的调度体系结构,研究了该体系结构下的业务流程。在总体调度结构的指导下,针对所研究的工作流优化与调度问题进行了数学建模,其中包括任务完成时间满足客户的需要和成本最优两个主要的目标函数,以及网络化制造平台的一个辅助目标,即平台系统运行的均衡化。由于该调度模型具有NP难的特点,采用改进的遗传算法来对目标函数进行求解,设计了染色体的编码和交叉变异等遗传算子。最后通过一个实例验证了该算法的收敛性。 最后开发了以本文的研究成果为核心的网络化制造ASP平台原型系统。详细介绍了网络化制造ASP平台的系统构成,分析其中关键的实现技术。首先对系统的总体设计,功能模块等作了介绍。然后对其中的资源管理模块,资源发现模块以及工作流管理模块进行了详细的分析,并应用实例进行验证。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH166

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【引证文献】
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【参考文献】
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