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面向协同虚拟制造的分布式支撑环境研究

郭蕴华  
【摘要】: 虚拟制造(VM,Virtual Manufacturing)与敏捷制造、协同制造、网络制造、绿色制造等技术一样,都是先进制造技术的重要组成部分,是用信息化改造传统制造业的重要手段之一。虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现,即采用计算机仿真与虚拟现实技术,在计算机上实现产品开发、制造,以及管理和控制的本质过程,以增强各级的决策与控制能力。网络经济的兴起使制造环境发生了根本性的改变,使得全球化生产,全球化竞争成为现实,并形成了买方市场。在经济全球化的大背景之下,制造过程本身就是在供应链中协作完成的,于是,协同虚拟制造(Collaborative Virtual Manufacturing,CVM)应运而生。作为对VM的拓展和延伸,CVM更强调让制造商把供应商、合作伙伴和客户都带入制造过程,通过他们之间的协同,在计算机上实现制造过程。可以将协同虚拟制造定义为,基于网络技术、数据库技术和分布式计算技术,由制造商、供应商、合作伙伴和客户协同参与的,支持供应链管理和个性化服务的虚拟制造。 本文着重于面向CVM的支撑环境研究。CVM的支撑环境是融合虚拟现实、计算机网络、数据库和分布式计算等多种技术,并服务于CVM的软件基础环境。本文提出了CVM的概念,研究了面向CVM的分布式支持环境中若干关键技术的理论和方法;研究了面向供应链管理和客户关系管理的分布式虚拟制造系统的体系结构,在此基础上,建立了CVM的分布式对象模型。并开发了应用系统,在企业进行了实际应用。其主要内容有: (1)提出了CVM的概念,研究了面向供应链管理和客户关系管理的分布式虚拟制造系统的体系结构。这一结构从我国制造企业的实际出发,充分考虑来自供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)和分布式虚拟制造等多方面的需求,使客户、销售、制造、物流一体化成为可能。 (2)基于计算机网络技术、数据库技术和分布式计算技术,构造了CVM系统中分布式对象结构,指出了CVM的内在需求与目前可用的分布式对象结构之间的主要矛盾,提出面向CVM的分布式支撑环境的主要技术内涵,并对分布式系统的执行效率进行了探讨。 (3)研究了CVM系统中的客户关系管理模型,结合CVM的特点,从信息系统的角度出发,提出了一个基于CORBA的客户关系管理模型;基于对可 武汉理工大学博士学位论文 定制指标树的模糊聚类分析,实现了客户的分类管理。 (4)建立了面向客户关系管理的通讯平台,结合数据库设计,构造了 WindowS平台下的电子传真和电子邮件管理模型,实现分布式环境下的电子 传真和电子邮件收发管理系统。对该系统中多个传真发送服务器之间的负载 平衡和容错处理进行了探讨,实现了电子邮件的备份、恢复和迁移等数据管 理功能。 (5)为了实现分布式虚拟设计过程中的信息共享、协作以及冲突消解,借 鉴并发展了与其相关研究方向(分布式虚拟环境和基于网络的CAD技术)中 已有的研究方法,建立了一个面向分布式虚拟设计的协同工作环境。整个系 统体系模型采用基于CORBA的多层分布式结构,基于TCP/IP协议和面向对 象的Rl,Tl技术,提出并实现了以可变PDU为核心的ERCP协议,以保持网 络中不同结点的几何模型的在实体级别上的一致性。同时,对分布式虚拟设 计中的并发性问题进行了探讨,采用实体锁定机制、实体组的协同操作事务 以及多用户的协商机制实现了某些环节的冲突消解。给出了一种分布式虚拟 设计中U]ldo/R edo的实现方法。 (6)针对基于角色的访问控制模型的局限性,提出了一种基于角色与基于 规则相结合的访问控制模型(RRBAC)。该模型以可扩展的用户组织结构为框 架,根据用户组织结构定义角色的属性及其继承关系,用参数化的规则集合 描述了用户组织结构中由上下级关系所引发的操作许可,实现了面向群组协 同工作的分级权限管理体系。


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