網(wǎng)格環(huán)境下的工藝準(zhǔn)備資源管理研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代企業(yè)環(huán)境向復(fù)雜化、分散化、動(dòng)態(tài)化、知識(shí)化方向的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化制造、虛擬制造、敏捷制造、全球制造等先進(jìn)制造模式相繼出現(xiàn)，并在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著不同程度的作用，為推動(dòng)制造業(yè)信息化做出了巨大的貢獻(xiàn)。由于網(wǎng)格技術(shù)的特點(diǎn)與提供的新功能能夠極好地吻合網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)的需求，將網(wǎng)格技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)化制造，構(gòu)建支持全球資源共享與協(xié)作的網(wǎng)格制造系統(tǒng)，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本論文主要研究了基于網(wǎng)格框架的工藝準(zhǔn)備系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(PPSG)及其資源管理技術(shù)

2、，主要包括如下幾方面： 1)首先介紹了課題組研究的早期成果—數(shù)字化敏捷工藝準(zhǔn)備系統(tǒng)(DAPPS)的總體結(jié)構(gòu)、功能規(guī)劃與系統(tǒng)特色；在分析了DAPPS實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題后，研究了網(wǎng)格技術(shù)在工藝準(zhǔn)備系統(tǒng)中應(yīng)用的需求分析；提出了基于網(wǎng)格框架的工藝準(zhǔn)備系統(tǒng)(PPSG)，給出了PPSG基于OGSA的六層體系結(jié)構(gòu)；研究了PPSG的應(yīng)用流程，在此基礎(chǔ)上分析了PPSG系統(tǒng)實(shí)施中資源管理的重要性及其關(guān)鍵技術(shù)。 2)研究了網(wǎng)格工藝準(zhǔn)備資源的查找

3、與定位算法。研究了網(wǎng)格環(huán)境下工藝準(zhǔn)備資源的分類(lèi)與描述；提出了一種基于資源聚類(lèi)的分級(jí)網(wǎng)格資源發(fā)現(xiàn)方法：在分析了工藝準(zhǔn)備網(wǎng)格的小世界特性后引入小世界概念，按照資源的類(lèi)別構(gòu)造資源虛擬組織，并基于屬性對(duì)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)聚類(lèi)——根據(jù)網(wǎng)格QoS需求提出以復(fù)合λ值模糊聚類(lèi)樹(shù)為基礎(chǔ)，資源簇內(nèi)聚合度和資源簇間分離度為目標(biāo)的資源聚類(lèi)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型；運(yùn)用并行GA進(jìn)行優(yōu)化，建立了適合資源聚類(lèi)模型的并行GA操作流程；同時(shí)針經(jīng)典遺傳算法存在的“早熟”不足，設(shè)計(jì)了一種新

4、穎的矩陣交叉方法，并以應(yīng)用實(shí)例證明了該聚類(lèi)方法的高效性。最后，按照資源簇中心優(yōu)先、逐級(jí)擴(kuò)散的查找策略在資源覆蓋網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的查找與定位。 3)研究了基于信息公理與粗集理論的網(wǎng)格資源QoS優(yōu)選。結(jié)合網(wǎng)格環(huán)境與工藝準(zhǔn)備資源的特點(diǎn)，給出了5種QoS度量的概念及其量化定義。提出了基于信息公理與粗集理論的資源模糊優(yōu)選模型：利用公理設(shè)計(jì)論中的信息公理將模糊數(shù)學(xué)與香農(nóng)信息論相結(jié)合對(duì)網(wǎng)格資源進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，以信息熵(信息含量)對(duì)資源作出評(píng)價(jià)；最后

5、，引入粗集理論中的依賴(lài)度，利用條件屬性類(lèi)對(duì)決策屬性類(lèi)的依賴(lài)度來(lái)代替常規(guī)的權(quán)重確定方法。 4)研究了基于QoS的網(wǎng)格工藝準(zhǔn)備資源經(jīng)濟(jì)調(diào)度。分析了網(wǎng)格資源管理體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及基于經(jīng)濟(jì)模型進(jìn)行資源管理的優(yōu)點(diǎn)；研究了基于經(jīng)濟(jì)模式的網(wǎng)格工藝準(zhǔn)備資源分配模型，將資源分配問(wèn)題分為確定各類(lèi)資源的均衡價(jià)格、根據(jù)資源價(jià)格及各自策略實(shí)現(xiàn)有效的資源分配與調(diào)度兩個(gè)子問(wèn)題；提出了基于QoS的網(wǎng)格工藝準(zhǔn)備資源調(diào)度模型與算法，基于經(jīng)濟(jì)學(xué)原理研究了網(wǎng)格資源價(jià)格與

6、需求的動(dòng)態(tài)調(diào)整與確定，從而使得資源請(qǐng)求者與資源擁有者的效用最大化。 5)研究了基于資源預(yù)測(cè)的網(wǎng)格工藝準(zhǔn)備資源預(yù)留機(jī)制。提出了在資源預(yù)留請(qǐng)求時(shí)考慮資源性能與任務(wù)時(shí)間特性的預(yù)測(cè)，建立了預(yù)測(cè)任務(wù)起始時(shí)間與持續(xù)時(shí)間的預(yù)測(cè)系統(tǒng)模型。提出了一種改進(jìn)的殘差GM(1，1)模型進(jìn)行資源性能的預(yù)測(cè)；同時(shí)基于資源性能的預(yù)測(cè)，結(jié)合知識(shí)推理，研究了任務(wù)時(shí)間特性的預(yù)測(cè)。最后，提出了基于預(yù)測(cè)的工藝準(zhǔn)備資源預(yù)留、接納與響應(yīng)控制算法，提高網(wǎng)格系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。 6