云制造資源虛擬化關鍵技術及應用.pdf

1、云制造作為一種新的面向服務的網絡化協(xié)同制造模式，推動制造領域生產模式由以產品為中心向以服務為中心的快速變革。資源虛擬化是云制造實現(xiàn)的前提和基礎，是提高整個云制造系統(tǒng)魯棒性的關鍵。本文考慮云制造環(huán)境中分布制造企業(yè)間的異構制造資源與制造能力，研究云制造資源虛擬化的關鍵問題;分析制造領域資源與能力的關鍵特性，設計支持云制造服務內容與服務模式的資源虛擬化框架，提出面向制造資源與制造能力的虛擬化理論與方法，實現(xiàn)制造資源與制造能力的全局共享與流通。

2、主要研究內容如下:
　　(1)構建具有多粒度多視角的云制造資源虛擬化框架。針對云制造服務內容與服務模式，分析云制造資源在虛擬化過程中的存在形態(tài)、形態(tài)間的復雜關系、各種形態(tài)的復雜特性、以及資源使用的復雜性，構建多粒度多視角云制造資源虛擬化框架，提出框架的主要關鍵技術和運行機制，通過與已有框架的比較，分析所構建框架的特點。
　　(2)設計云制造資源規(guī)范化描述模板并提出相應的語義填充方法。以云制造共享內容為對象，給出多粒度與多視角

3、的定義，建立相應的形式化描述模型，提出求解資源粒度集的全序劃分序列算法，用于實現(xiàn)多粒度轉換與多視角交互;以制造能力為核心設計制造資源的概念模型，保證制造資源與制造能力間的松散耦合性;從資源與能力含義、應用模式、約束條件、上下文、云制造知識等角度分析影響制造資源與制造能力語義的關鍵因素，基于層次化方法組織相關元數據，建立制造資源與制造能力語義模型;基于建立的領域本體模型，提出制造資源與制造能力語義填充方法。
　　(3)提出多粒度多目

4、標虛擬資源生成算法?？紤]資源應用中用戶需求的多樣性以及復雜制造任務間存在的多粒度與多角度間的差異，基于影響復雜任務分解的三個關鍵因素，將傳統(tǒng)的資源功能相似度擴展到資源對復雜任務需求的貢獻度、資源制造能力的協(xié)同等方面，分別設計面向屬性、面向活動、面向過程的多粒度虛擬資源生成算法?？紤]云平臺資源應用所需的準確性與高效性，建立多目標虛擬資源生成模型，結合Fuzzy C-Means(FCM)算法的高效性與Gravitational search

5、 algorithm(GSA)的全局搜索能力，提出基于進化算法的虛擬資源生成算法，為云平臺處理不同規(guī)模不同類型的資源應用提供多樣選擇。
　　為對本文提出的資源虛擬化框架及方法的有效性進行驗證，面向航空制造企業(yè)開發(fā)資源虛擬化應用原型系統(tǒng)。以直升機尾翼組件轉子葉片的制造為例，實現(xiàn)了制造資源與制造能力的規(guī)范化描述和語義填充，并通過模擬仿真對提出的多粒度多目標虛擬資源算法進行驗證。結果顯示提出的模型與方法為云平臺資源應用提供了充分全面的資