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面向中小企业的云制造服务平台的设计与实现

赵思源  
【摘要】:云制造是一种面向服务的新模式和技术手段,是现有云计算和现有制造业信息化中的网络化制造、ASP平台、制造网格等概念和技术的延伸和拓展。目前,云制造的相关理论研究还处于初级阶段,资源虚拟化的规范和标准,构建云制造服务平台的关键技术,平台的服务规范和运行业务流程还处于研究和发展阶段。 由于云制造从云计算发展和扩展而来,本文首先分析了云计算的概念、体系架构和编程模型,接着结合云计算研究了云制造的基本概念,提出了制造资源层、虚拟服务层、全局服务层、用户应用层总共4层的云制造基本体系结构,并且更进一步的提出了面向中小企业的云制造服务平台的概念。 云制造服务平台是云制造这个概念的延伸和面对我国中小企业现状的实际应用,平台中资源的封装更加规范和统一,资源的共享更加敏捷,能够更好地结合中小企业生产制造的全生命周期,提供全方位、便捷、快速、可靠、按需定制的服务。云制造服务平台的体系结构可以分为基础支撑层、平台运行环境层、制造资源层、云制造服务层、交易层、用户层。其中,基础支撑层设计到云制造服务平台的分布式集群、分布式数据库和网络等基础设施;平台运行环境层涉及到用户的注册和登陆,服务资源的发布和整合,需求的发布和匹配,资源服务的输入和输出,服务库和需求库的建立等功能;云制造服务层涉及到硬件资源和软件资源,以及资源的虚拟化;云制造服务层涉及到面向WebServices的虚拟资源封装和用户自定义流程和服务;交易层涉及到云制造服务平台所规定的交易流程,以及整个交易过程的记录和管理;用户层涉及到云制造平台与用户的交互,以及相应资源属性和输出结果的显示。 同时,本文提出了基于模板的资源描述和虚拟化方法,以及兼容Web Service的服务封装。云制造过程中所涉及到的资源分为制造资源和制造能力两个大类,而制造资源可以进一步细分为硬件资源和软件资源。针对制造过程中涉及资源种类繁多,结构各异的特点,本文抽象出来各类资源的公共属性和输入输出属性,形成资源描述和封装模板。其中,描述模板描述了资源的各种基本属性,输入输出模板则描述了使用资源所需的输入输出参数名称、类型、格式要求等。这样子简化了资源虚拟化的过程,兼容以WebService的形式访问资源。 在最后,本文提出了云制造服务平台的总体设计思路,大体上将云制造服务平台分为用户信息管理、发布服务、发布需求、交易管理、服务输入和输出,以及后台管理6大功能模块,介绍了每个模块的实现过程和业务逻辑过程。为了验证提出的云制造服务平台架构和关键技术的正确性,初步开发了面向中小企业的云制造服务平台,并给出了系统运行界面。


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