面向網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的資源優(yōu)化配置技術(shù)研究

發(fā)布時間：2020-07-07 11:36

【摘要】： 基于WEB技術(shù)實現(xiàn)企業(yè)間制造資源的有效集成和優(yōu)化配置，從而在生產(chǎn)經(jīng)營活動中集成廣域優(yōu)勢資源，快速響應(yīng)市場需求變化，對于制造企業(yè)參與和贏得市場競爭具有重要的意義。本文針對制造業(yè)生存環(huán)境的變化和制造企業(yè)提升競爭能力需求，以實現(xiàn)廣域協(xié)同制造環(huán)境下的制造資源集成和共享為目標(biāo)，研究了基于Web的制造資源優(yōu)化配置的概念、模型、技術(shù)和應(yīng)用。論文的研究內(nèi)容主要包括： 1)研究了WEB環(huán)境下制造資源協(xié)作與優(yōu)化配置的特點和需求，首次將語義技術(shù)引入了資源配置系統(tǒng)，提出了“基于語義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造資源優(yōu)化配置”的基本概念、特征、體系結(jié)構(gòu)和功能模型，并從資源建模、資源發(fā)現(xiàn)、資源評價、制造資源鏈構(gòu)建四個角度系統(tǒng)地研究了資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵問題，奠定了開發(fā)制造資源優(yōu)化配置應(yīng)用系統(tǒng)的理論框架和技術(shù)基礎(chǔ)。 2)面向網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的資源模型是實現(xiàn)資源優(yōu)化配置的信息基礎(chǔ)，本文在分析協(xié)同環(huán)境下制造資源建模的特點和需求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了包括應(yīng)用層、語義層和物理層的多層次網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造資源語義模型，并對于各層的關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究。在應(yīng)用層討論了制造資源功能定義模式和制造資源組織模式；在語義層建立了制造資源概念語義網(wǎng)絡(luò)，分析了概念語義網(wǎng)絡(luò)生成流程，并實現(xiàn)了關(guān)鍵的操作算子；在物理層構(gòu)建了基于XML的制造資源表達(dá)模式，以支持資源模型的動態(tài)擴展。 3)研究了面向復(fù)雜制造過程的任務(wù)定義模式。文中首先分析了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造任務(wù)的特點，提出了解決復(fù)雜制造任務(wù)定義的總體思想；其后討論了制造任務(wù)的分解模式、分解規(guī)則以及規(guī)范化方法，并定義了基于XML的任務(wù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模式；針對分解形成的子任務(wù)和任務(wù)元，研究了任務(wù)約束定義機制，建立了任務(wù)元約束定義方法和任務(wù)關(guān)聯(lián)約束定義方法；在任務(wù)約束和任務(wù)分解模型的基礎(chǔ)上，討論了制造任務(wù)過程定義問題，構(gòu)建了基于有向圖的制造任務(wù)過程模型。 4)構(gòu)建了基于語義技術(shù)的制造資源發(fā)現(xiàn)算法，解決了當(dāng)前資源信息獲取中存在的完整性、準(zhǔn)確性、冗余性的問題。論文首先對于面向加工設(shè)備資源的制造資源發(fā)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究，以分解形成的加工任務(wù)元為對象，以任務(wù)元中所定義的制造對象、約束條件為發(fā)現(xiàn)約束，通過面向任務(wù)需求的制造資源語義擴展檢索，以及進(jìn)一步的約束語義檢驗，獲得能夠滿足加工任務(wù)元需求的制造資源對象集合。論文中建立了面向制造任務(wù)元的資源發(fā)現(xiàn)流程，對于其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了面向任務(wù)元的制造資源語義發(fā)現(xiàn)算法。其次，針對軟件服務(wù)的資源發(fā)現(xiàn)任務(wù)，論文首先建立了基于向量空間法的制造資源功能向量數(shù)學(xué)模型，提出了功能語義滿意度的計算方法，進(jìn)一步從屬性單體和屬性整體兩個層次構(gòu)建了屬性約束的語義滿足性檢驗方法，從而實現(xiàn)了面向軟件服務(wù)的資源發(fā)現(xiàn)。 5)提出了基于模糊理論的制造資源評價方法，解決了如何對于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的制造資源進(jìn)行面向制造任務(wù)的評價和優(yōu)選問題。作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的核心問題，資源評價和選擇是一個建立在不確定信息基礎(chǔ)上的復(fù)雜問題。本文基于模糊AHP方法，通過評價因素集的構(gòu)建、指標(biāo)評語集的確定、基于AHP方法的任務(wù)指標(biāo)權(quán)重集構(gòu)建、資源模糊評價隸屬函數(shù)構(gòu)建和制造資源模糊綜合評價五個過程，實現(xiàn)了面向制造任務(wù)元的制造資源評價與選擇。 6)提出了面向復(fù)雜制造任務(wù)的多資源優(yōu)化配置方法。本文在任務(wù)元資源評價的基礎(chǔ)上，首先定義了面向復(fù)雜任務(wù)的制造資源鏈的概念及數(shù)學(xué)模型，分析了多資源配置的需求和約束條件，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了面向多節(jié)點制造任務(wù)的復(fù)合資源發(fā)現(xiàn)總體流程，建立了基于約束傳播的冗余資源對象刪除算法，并提出了制造資源鏈構(gòu)建算法。進(jìn)一步，對于構(gòu)建的制造資源鏈，本文建立了基于模糊排序的制造資源鏈整體性能評價算法，實現(xiàn)了對于制造資源鏈的優(yōu)選。 7)在以上研究成果的基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造資源優(yōu)化配置的原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)初步實現(xiàn)了面向非標(biāo)零部件、特別是復(fù)雜零部件的協(xié)同制造任務(wù)定義與發(fā)布、協(xié)同制造資源的發(fā)現(xiàn)、資源評價與優(yōu)化選擇，以及制造資源鏈的構(gòu)建，從而驗證了論文中所構(gòu)建理論的有效性。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH166
【圖文】：

協(xié)同制造,資源配置,層次

的、異構(gòu)的，需要通過多種資源配置活動才能夠有效地進(jìn)行集成、組織和共享，形成一個動態(tài)的虛擬優(yōu)勢資源集合體。資源配置活動是各種功能實體完成其特定協(xié)同任務(wù)的過程，本文將這些活動劃分為四個層次，如圖2一1所示。第一層為配置決策層，其主要活動是對于適合資源的發(fā)現(xiàn)與評價，資源配置囚圖圖圖方案的構(gòu)建決策，配置沖突的消解，異構(gòu)信息的集成等。第二層為信息共享層，共享層以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)將分布的廣域制造資源集成而形成一個虛擬整體，其主要活動包括資源群體間的協(xié)作交互、數(shù)據(jù)傳遞與轉(zhuǎn)換等，為上層的配置決策提供信息支持。第三層為封裝圖2一1協(xié)同制造資源配置層次活動層，其主要活動包括制造資源的定義、封裝、發(fā)布，以及制造任務(wù)的分解、描述、分析、提交等。第四層為協(xié)同實現(xiàn)層，該層實現(xiàn)具體的協(xié)同制造活動，包括具體的加工活動、分析計算活動、設(shè)計活動等。協(xié)同制造資源配置中的多種活動是一個整體

框架結(jié)構(gòu),語義模型,制造資源,網(wǎng)絡(luò)協(xié)同

針對以上對于制造資源模型所提出的新需求，本文以網(wǎng)絡(luò)化資源優(yōu)化配置為目標(biāo)，在面向?qū)ο蠹夹g(shù)和語義技術(shù)的基礎(chǔ)上，以制造資源的功能定義為核心，建立了多層次網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造資源語義模型，模型總體框架結(jié)構(gòu)如圖3一2所示。制造資源語義模型為制造資源能力表達(dá)提供了一種一致的、完備的形式，并在一定范圍內(nèi)形成了對于資源能力的共同認(rèn)識和理解，是在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下評價、管理和配置制造資源的基礎(chǔ)。概概念概念屬性概念間關(guān)系系概概念語義網(wǎng)絡(luò) 絡(luò)應(yīng)用層語層義物理層圖3一2網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造資源語義模型框架結(jié)構(gòu)

元數(shù)據(jù)模型,部分內(nèi)容,元數(shù)據(jù)