面向RP领域的Web服务自主组建方法研究与应用

论文摘要

近年来,随着RP（Rapid Prototyping）技术、Web服务技术的迅猛发展,信息技术与RP领域交叉融合,RP领域的网络化集成服务成为研究热点。构建RP网络服务联盟,提高企业的快速响应能力,是整个制造业的必然趋势。如何使异构的分布式资源信息系统较好地实现信息访问与查询以及系统之间的互操作,在众多的RP领域网络服务中快速高效地发现所需服务,解决系统的复杂性,是实现资源智能共享和服务面临的挑战,也是行业提高服务信息化水平所亟待解决的问题。本学位论文从构建RP企业网络化集成服务系统平台出发,探讨了领域内Web服务自主组建的方法,在企业中进行了实际应用与测试,达到了RP资源共享和技术的优势互补。本论文在以下几方面做了较深入的研究:（1）归纳了RP行业的发展特点,分析了行业信息化要求,设计了RP服务系统平台的层次结构,描述了系统平台的组成。在本体概念的基础上提出了面向RP领域本体的设计方法和建立原则,构建了RP领域的本体模型。方便了领域内的服务查找和实现资源融合,提高了信息查询与知识共享的效率。（2）运用OWL-S服务注册方式,组建了注册中心的体系结构以及服务描述模型,提出了Web服务发现分层匹配和将服务的自动组合转化为工作流的方法,解决了系统结构中的语义支持问题。（3）论文通过工作流网建模的方法,采用时间Petri网验证Web服务,以达成对服务组合的形式化描述。通过RP业务流程分析了领域内的服务组合,验证了模型的合理性。通过对流程执行的优化,缩短了系统的响应时间,提高了服务的效率。（4）结合自主计算系统的实现方法和服务自主组建相关理论,提出一种面向RP制造流程服务的自管理框架。针对流程服务的特性,以实际应用案例的角度分别从自配置、自优化、自保护等方面对其自我管理的特性进行了分析,对提高系统管理的自治性提供了有效的技术理论支持。（5）在理论与方法研究的基础上,以快速制造工程中心的工程应用为对象开发了面向RP领域的网络化服务的原型系统,实现了领域本体的描述和系统的自主管理等功能,并通过多家企业的实际案例对流程服务进行了测试和验证,达到了较好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究背景和意义
• 1.2.1 研究背景
• 1.2.2 研究目的
• 1.2.3 研究意义
• 1.3 国内外研究概况
• 1.3.1 国外研究概况
• 1.3.2 国内研究概况
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 RP 集成服务系统的架构与领域本体
• 2.1 RP 集成服务系统的架构
• 2.1.1 RP 系统的网络化服务与管理模式
• 2.1.2 服务系统平台的层次结构模型
• 2.1.3 服务系统平台的组成
• 2.2 RP 领域本体设计方法
• 2.2.1 领域本体的概念
• 2.2.2 RP 领域本体需求分析与建立原则
• 2.3 RP 领域本体的概念描述与知识表达
• 2.3.1 RP 领域本体的概念描述
• 2.3.2 RP 领域本体的知识表达
• 2.4 RP 领域本体构建与存储
• 2.4.1 RP 领域本体构建
• 2.4.2 RP 领域本体的存储
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于RP 领域本体的Web 服务发现与组合
• 3.1 基于OWL-S 的服务注册模型
• 3.1.1 OWL-S 与服务描述的顶层本体模型
• 3.1.2 服务描述子级模型
• 3.2 Web 服务发现的分层匹配
• 3.2.1 Web 服务功能属性匹配
• 3.2.2 Web 服务基本属性匹配
• 3.2.3 Web 服务QoS 属性匹配
• 3.3 Web 服务发现流程与服务组合
• 3.3.1 Web 服务设计方法
• 3.3.2 数据库设计
• 3.3.3 服务组合设计过程
• 3.4 面向RP 的服务编制策略
• 3.4.1 Web 服务自动组合算法
• 3.4.2 RP 服务组合的工作流转换方法
• 3.5 本章小结
• 第四章 面向RP 服务的工作流建模与验证
• 4.1 工作流技术与建模
• 4.1.1 工作流技术
• 4.1.2 Petri 网与工作流建模
• 4.2 基于Petri 网的流程服务组合
• 4.2.1 时间Petri 网与工作流建模
• 4.2.2 基于Petri 网的Web 服务组合
• 4.2.3 RP 业务流程的服务组合分析
• 4.3 RP 系统的工作流仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于自主计算的RP 系统管理机制
• 5.1 自主计算概述
• 5.1.1 自主计算的概念
• 5.1.2 自主单元模型
• 5.1.3 自主计算系统
• 5.2 ACS 的实现方法与服务的自主组建
• 5.2.1 ACS 的实现方法
• 5.2.2 服务的自主组建方式
• 5.3 RP 领域服务的自主组建机制
• 5.3.1 面向RP 制造流程服务的自管理框架
• 5.3.2 RP 制造流程服务的自管理特性描述
• 5.4 本章小结
• 第六章 RP 网络集成服务系统的原型与应用
• 6.1 系统开发环境与功能结构
• 6.1.1 系统开发环境
• 6.1.2 系统功能结构
• 6.2 系统功能实现
• 6.2.1 RP 领域本体的描述与映射
• 6.2.2 自主管理的实现
• 6.3 应用实例分析
• 6.3.1 案例的服务组合分析
• 6.3.2 流程服务的测试
• 6.3.3 系统的安全访问
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文
• 作者在攻读博士学位期间所作的项目
• 致谢