面向中小企業(yè)的云制造服務平臺關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)絡化制造的快速發(fā)展以及越來越激烈的市場競爭，為中小企業(yè)的生存帶來了嚴峻的考驗。不同于集團企業(yè)，中小企業(yè)的研發(fā)能力較弱，制造能力受限較多，如何幫助中小企業(yè)在目前的市場環(huán)境下獲得更大的發(fā)展空間，云制造這一先進的制造模式為我們帶來了新的研究思路。本文通過介紹面向中小企業(yè)的云制造模式及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究背景和意義，指出了云制造模式能幫助中小企業(yè)更快地實現(xiàn)網(wǎng)絡化制造從而提高企業(yè)的競爭力;通過分析目前國內(nèi)外針對云制造和傳統(tǒng)網(wǎng)絡化制造的研究現(xiàn)狀，

2、總結(jié)了目前關(guān)于中小企業(yè)云制造平臺應用研究中尚存在的不足和局限性，并據(jù)此確定了本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)分析了面向中小企業(yè)的云制造模式的應用特點，提出了基于動態(tài)聯(lián)盟的云制造應用模式，給出了該模式下參與云制造的三個角色各自的職責和提供/獲得/管理制造服務的方法和步驟。搭建了基于動態(tài)聯(lián)盟和資源共享的五層云制造平臺功能結(jié)構(gòu)，針對每層進行了功能介紹和模塊分析。建立了面向服務的基于ESB的集成架構(gòu)并對該架構(gòu)下實現(xiàn)功能的工具進行了

3、分析和選取，在此基礎(chǔ)上建立了實現(xiàn)面向中小企業(yè)的云制造平臺的關(guān)鍵技術(shù)體系。
　　 (2)分析了云制造環(huán)境下云制造服務的屬性和特點，對制造資源進行了分類和形式化地描述，提出了一種基于動態(tài)描述邏輯(Dynamic Description Logic，DDL)的云制造服務描述方法并且建立了一種基于動態(tài)描述邏輯的匹配過程原子動作理論——將云制造服務匹配過程視為一組存在邏輯關(guān)系的原子動作集合，在此基礎(chǔ)上建立了一種基于DDL的云制造服務匹配策

4、略，給出了該策略下的匹配判定規(guī)則和算法。
　　 (3)分析了云制造環(huán)境下制造服務的優(yōu)選需求和關(guān)鍵問題，建立了以組合服務QoS為依據(jù)的制造服務優(yōu)選方案和“基本QoS模型→關(guān)聯(lián)QoS模型→靜態(tài)組合QoS模型→動態(tài)組合QoS模型→優(yōu)選模型→算法求解”的研究思路。在該研究思路指導下，利用統(tǒng)計邏輯關(guān)系這一新概念來描述制造服務之間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立了基于統(tǒng)計邏輯關(guān)系的關(guān)聯(lián)QoS模型;對QoS的更新機制進行了研究，提出了基于企業(yè)自主更新和歷

5、史數(shù)據(jù)統(tǒng)計加權(quán)求和的更新方法，引入了更新參數(shù)τ用以控制歷史數(shù)據(jù)對實際數(shù)據(jù)的影響程度，并最終建立了動態(tài)QoS模型。最后，對基于動態(tài)組合QoS的制造服務優(yōu)選問題進行了形式化描述和數(shù)學建模，并采用粒子群算法對優(yōu)選問題進行了求解和驗證。
　　 (4)基于云制造平臺中可能出現(xiàn)多任務并行制造的情況，建立了以案例為導向的云制造服務配置思路，通過分析案例導向的云制造服務配置特點提出了基于制造能力負載均衡的云制造服務配置方法。該方法的核心思想可以

6、概括為:以多案例協(xié)同進行為前提、以制造案例為導向、以制造云服務使用狀態(tài)監(jiān)控為主線，以制造能力為衡量手段，以相同制造能力負載均衡為目標，最終實現(xiàn)擁有同質(zhì)制造能力的云制造服務提供商能夠最大程度上獲利均衡。作為對配置過程的支持，形式化地描述了案例執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)控過程，并提出了一種新的描述方法——調(diào)整域△，利用△確定制造能力沖突位置和具體表現(xiàn)。在進行制造能力沖突消解的過程中，考慮到云制造服務獨占性和地理分布性的特點提出了制造地域隸屬度的概念，建立了

7、基于制造地域隸屬度的制造能力消解方法，給出了該方法實現(xiàn)的步驟。最后給出了基于制造能力負載均衡的云制造服務配置方法的數(shù)學模型，建立了問題求解的若干假設(shè)、目標函數(shù)和約束條件，并用實例驗證了本章方法的正確性和可行性。
　　 (5)通過對云制造環(huán)境下制造服務交易過程的分析建立了基于多屬性協(xié)商的云制造服務交易方法，多屬性協(xié)商考慮了云制造服務交易過程中表現(xiàn)出的動態(tài)性、高分布性、復雜性和自治性，并且協(xié)商交易符合中小企業(yè)實際交易需求和交易中遵循

8、的低價高利潤的原則。建立基于多屬性協(xié)商的交易模型時首先針對多屬性協(xié)商進行研究，建立了衡量不同屬性表現(xiàn)的效用函數(shù)U(x)，利用U(x)建立了基于同步讓步的云服務協(xié)商策略，包括協(xié)商提議的確定與駁回，可接受區(qū)域、可協(xié)商區(qū)域和駁回區(qū)域的確定，基于時間的讓步策略模型的建立。在此基礎(chǔ)上給出了基于多屬性協(xié)商的云制造服務交易方法的操作步驟。
　　 (6)根據(jù)論文的研究成果搭建了面向鍛造行業(yè)的云制造服務平臺原型系統(tǒng)，介紹了平臺所使用的集成開發(fā)環(huán)境