网络化制造平台的集群模式和运行方法研究

论文摘要

网络化制造已成为现代制造业发展的主要趋势之一,能集成多方面的资源、具有多种功能的网络化制造平台作为网络化制造的技术支持工具,其研究和应用正在兴起并成为热点。随着网络化制造平台在国内的逐步发展,各种模式的网络化制造平台在逐步形成和深入应用,网络化制造平台的孤岛问题日益暴露。如何通过网络化制造平台之间的有效集成实现分散资源的共享和集成成为急需思考和解决的问题。本文提出了一种网络化制造平台的集群模式,它是各类网络化制造平台联合形成的一个松散耦合的虚拟组织,通过平台间的联合与协作,对大量分布的资源进行整合,形成一个集成化的资源环境以协同响应用户多变的需求。网络化制造平台集群模式的运行过程实质是集群内部实现资源整合和面向用户需求的资源优化组合与集成运行过程。本文首先对网络化制造平台集群模式进行了总体研究:建立了网络化制造平台集群模式的结构体系、功能体系和技术体系;研究了网络化制造平台集群模式的集成技术;分析了网络化制造平台集群模式的自组织特性,讨论了集群资源的三种自组织聚类形式和集群资源的自组织优化机制。在此基础上,对网络化制造平台集群模式的运行方法和相关技术进行了研究:针对网络化制造平台集群模式的集成需求,讨论了集群模式下的资源集成技术,分析和研究了以资源描述框架(Resource Description Framework, RDF)为技术基础的需求表达和资源描述方法,研究了与集群模式集成技术相关的信息交换技术和资源注册与管理技术;针对网络化制造的多模式特征,建立了集群网络化制造模式库,研究了网络化制造模式的分类管理体系、建模框架以及分布式的网络化制造业务模型库;针对集群模式面向用户需求的资源优化组合与集成运行的需求,研究了用户需求驱动的任务建模、资源匹配、资源优化、任务调度和工作流管理技术。本文的研究内容是国家高技术研究发展计划(863计划)课题“网状中心城市型区域性网络化专业平台开发与典型应用”(编号:2002AA414080)的重要组成部分,论文的研究结果和涉及到的技术方法在网络化制造集成服务平台的设计和实施中得到了应用,取得了较好的应用效果;以本文研究内容作为重要组成部分的科技成果“网络化制造系统模式及网络化制造平台的研究开发及应用”获得了2005年度教育部科技进步一等奖。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 缩写词表
• 1 绪论
• 1.1 网络化制造的定义及研究发展趋势
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 网络化制造——现代制造业的发展趋势之一
• 1.1.3 网络化制造的一种定义
• 1.1.4 网络化制造的内涵特征体系
• 1.1.5 网络化制造的国内外研究现状
• 1.1.6 网络化制造的研究发展趋势
• 1.2 网络化制造平台的重要性及研究应用现状
• 1.2.1 网络化制造平台的重要性
• 1.2.2 网络化制造平台的研究应用现状
• 1.3 论文研究的目的意义和课题来源
• 1.3.1 论文研究的目的意义
• 1.3.2 课题来源
• 1.4 本文的研究内容安排
• 1.5 本章小结
• 2 网络化制造平台的集群模式研究
• 2.1 网络化制造平台的孤岛问题
• 2.1.1 网络化制造平台的孤岛问题
• 2.1.2 针对网络化制造平台孤岛问题现有的解决方案
• 2.2 网络化制造平台集群模式的概念和运行过程
• 2.2.1 网络化制造平台集群模式的提出
• 2.2.2 网络化制造平台集群模式的概念和界定
• 2.2.3 网络化制造平台集群模式的运行过程
• 2.3 网络化制造平台集群的体系结构
• 2.3.1 网络化制造平台集群的总体架构
• 2.3.2 网络化制造平台集群的功能体系
• 2.3.3 网络化制造平台集群的技术体系
• 2.4 网络化制造平台集群模式的集成研究
• 2.4.1 网络化制造平台集群模式下资源的特点
• 2.4.2 网络化制造平台集群模式的集成需求分析
• 2.4.3 网路化制造平台集群的集成过程和主要内容
• 2.4.4 网路化制造平台集群的集成框架
• 2.5 网络化制造平台集群模式的自组织特性
• 2.5.1 组织的概念及方式
• 2.5.2 网络化制造平台集群自组织的概念
• 2.5.3 网络化制造平台集群自组织的形成条件研究
• 2.5.4 网络化制造平台集群自组织的动力机制研究
• 2.6 本章小结
• 3 网络化制造平台集群模式的运行方法研究
• 3.1 集群的需求表达和资源描述
• 3.2 集群的信息交换
• 3.3 集群网络化制造模式库的建立
• 3.3.1 网络化制造模式的分类管理体系建立
• 3.3.2 网络化制造模式的建模框架建立
• 3.3.3 分布式业务模型库建立
• 3.4 集群资源管理体系研究
• 3.4.1 集群资源注册
• 3.4.2 集群资源组织方式研究
• 3.4.3 集群资源评价体系研究
• 3.4.4 集群资源市场策略研究
• 3.5 集群任务管理体系研究
• 3.5.1 任务建模
• 3.5.2 资源匹配
• 3.5.3 资源优化
• 3.5.4 任务调度
• 3.5.5 工作流管理
• 3.6 本章小结
• 4 应用案例
• 4.1 项目背景介绍
• 4.2 网络化制造集成服务平台总体设计
• 4.2.1 网络化制造集成服务平台的体系结构
• 4.2.2 网络化制造集成服务平台的技术开发方案
• 4.3 网络化制造集成服务平台的应用过程
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：
• A. 攻读博士学位期间发表的论文目录
• B. 攻读博士学位期间参加的主要科研项目
• C. 攻读博士学位期间取得的主要科研成果
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书