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《上海大学》 2007年
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SMT产品制造网格若干关键技术研究

李春泉  
【摘要】: 制造网格新一代制造模式的提出,为现代制造业发展带来了新的机遇,为推动制造业信息化的快速发展起到了积极和重要的促进作用,制造网格已成为制造业发展历程中新的里程碑。 随着科学技术迅速发展以及信息技术的快速推广与应用,以表面组装技术(Surface Mount Technology,SMT)为代表的现代先进电子产品制造业已经成为了现代制造业的重要分支,我国也已经成为全球SMT产品制造中心。 但是,由于SMT产品制造技术新、发展快,在我国起步较晚,存在着与SMT产品制造的强势发展及重要作用不相适应的制造模式落后、区域不平衡等问题,制约了SMT产品制造业的快速发展。以制造网格为理念,结合SMT产品制造业的特点,进行网格技术的典型行业应用,成为了突破制约问题的重要途径。 基于此,本文提出了SMT产品制造网格(SMT Manufacturing Grid,SMT-MG)的概念,针对SMT产品制造行业,从SMT产品制造网格的体系结构、资源描述与封装、服务管理、任务管理等多个层面,为SMT产品制造的资源共享、协同工作、动态调度建立一个公用的、统一的和标准的网格平台,为SMT产品的异地协同制造提供行之有效的支撑环境,达到降低制造成本、提高资源利用率、加快产品上市的目的。 论文首先分析了SMT产品制造系统的概念、范畴及其制造过程,对比了SMT产品制造与传统制造的异同点,在此基础上,提出了SMT-MG的概念、内涵及特征,并研究了SMT-MG形成的充分条件、必要条件和稳定条件。 以开放网格服务体系结构(OGSA)架构为基础,基于制造网格技术,提出并详细分析了五层SMT-MG体系结构,研究了SMT-MG的宏观与微观组织模式及其特点,分析了SMT-MG运行的运行机理、运行机制及运行流程。 在分析了SMT-MG资源管理需求的基础上,提出了SMT-MG的资源管理框架,通过对SMT产品制造资源的分类,研究了SMT产品制造资源的形式化描述,分析了面向规范资源管理的SMT-MG资源模板及模板树,建立了基于资源描述框架(RDF)的SMT-MG资源描述方法,同时,着重研究了基于网络服务资源框架(WSRF)的SMT-MG资源封装技术及资源服务组模型,通过将SMT产品制造资源封装为服务,有效屏蔽了资源的异构性、复杂性和多样性,为SMT-MG提供了基础支持环境。 深入研究了SMT-MG的服务管理技术,针对信息的存储与交互,研究了基于轻量目录交换格式(LDAP)的SMT-MG服务目录技术,面向SMT-MG的服务等级,研究了基于网络服务等级协商语言(WSLA)的服务等级协商(SLA)描述,建立了基于滚动合同的SLA模糊评估策略,面向服务提供者的资源预留决策问题,提出了基于SLA的SMT-MG模糊资源预留接纳控制策略。同时,建立了SMT-MG的服务监控模型,研究了基于趋势的监控触发策略,面向信息交互问题,分析了基于网络服务通知(WSN)的SMT-MG服务通知模式,研究并提出了SMT-MG智能通知代理技术,通过SMT-MG的服务管理,为SMT-MG稳定运行提供了保障。 深入研究了SMT-MG中任务管理问题,建立了SMT-MG任务管理模型,对SMT-MG任务进行了形式化描述,研究并分析了面向任务提交的任务描述语言,建立了基于BOM-时间Petri网模式的SMT产品制造任务分解方法,着重研究了基于随机高级Petri网的SMT-MG资源调度请求分配与选择模型。SMT-MG任务管理技术研究为SMT产品制造任务分解与规划、资源选择与调度等难题提供了一种新的解决方案。 最后,基于Globus Toolkit4网格中间件,建立了SMT-MG平台框架,分析了模块功能及相互间关系,并对本文研究内容进行了开发和实现,通过试验性验证,为SMT-MG进一步完善和推广实施奠定了较好的基础。
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