云制造模式下車間制造系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國“兩化融合”戰(zhàn)略的實(shí)施以及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)在制造行業(yè)領(lǐng)域的不斷滲透，云制造應(yīng)運(yùn)而生。云制造的核心在于實(shí)現(xiàn)制造資源的協(xié)同與共享，為制造業(yè)的升級轉(zhuǎn)型提供了新的推動力。然而，云制造的理論及相關(guān)技術(shù)在車間制造系統(tǒng)層面的應(yīng)用還面臨諸多問題，如制造資源云端化管理、協(xié)同化運(yùn)作等。鑒于此，本學(xué)位論文以研究“云制造環(huán)境下車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式”為突破口，聚焦制造資源語義描述與服務(wù)化封裝、制造任務(wù)分解與規(guī)劃、制造資源優(yōu)化配置以及制造服務(wù)鏈

2、實(shí)時監(jiān)控等關(guān)鍵問題，展開與其相關(guān)的共性方法研究。
　　首先，對先進(jìn)制造模式的演變以及目前云制造相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，分析了云制造模式下車間制造系統(tǒng)運(yùn)行管理面臨的挑戰(zhàn);接著，分析了云制造環(huán)境下車間制造系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化模式的特點(diǎn)和內(nèi)涵，從理論研究和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)角度出發(fā)，提出一種面向云制造的車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式，并對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討;然后，圍繞著云制造模式下車間制造系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的核心問題進(jìn)行了深入研究，具體包括:
　　1)分析云

3、制造環(huán)境下制造資源服務(wù)語義描述的需求，對OWL-S語義描述方法進(jìn)行了論述，將制造資源本體和元資源建模方法引入云制造資源服務(wù)語義描述中，構(gòu)建了云制造資源服務(wù)本體元模型;在云制造資源特性分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種基于分類樹的制造資源分類方法，結(jié)合云制造資源服務(wù)本體元模型建立云制造資源服務(wù)語義描述框架，消除資源描述語義二義性;提出一種支持實(shí)時信息發(fā)布的服務(wù)化封裝方法，以支持服務(wù)狀態(tài)信息的一致性與實(shí)時性。
　　2)在明確云制造任務(wù)內(nèi)涵以及制造任

4、務(wù)約束結(jié)構(gòu)相關(guān)定義的基礎(chǔ)上，運(yùn)用OWL-S對云制造任務(wù)進(jìn)行形式化描述。結(jié)合云制造任務(wù)特性，對云制造任務(wù)分解流程進(jìn)行分析并給出云制造任務(wù)分解原則，設(shè)計(jì)了基于層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的云制造任務(wù)遞歸分解算法，并給出了制造任務(wù)粒度分析方法、制造任務(wù)內(nèi)聚性度量方法、制造任務(wù)相關(guān)性度量方法以及制造服務(wù)綜合質(zhì)量度量方法。
　　3)針對動態(tài)環(huán)境下的云制造資源優(yōu)化配置問題，從云制造任務(wù)執(zhí)行過程出發(fā)，建立了云制造資源多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化配置模型，并給出資源動態(tài)配置策

5、略;結(jié)合基于事件驅(qū)動和周期驅(qū)動的動態(tài)資源配置技術(shù)，將混沌機(jī)制、雙階段變異策略和種群擾動策略引入標(biāo)準(zhǔn)差分進(jìn)化算法，提出一種面向多目標(biāo)的制造資源動態(tài)優(yōu)化配置求解算法，有效提高解算效率與解的質(zhì)量。
　　4)對云制造服務(wù)鏈內(nèi)涵進(jìn)行闡述并給出其形式化描述方法，．在分析云制造服務(wù)鏈實(shí)時監(jiān)控難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種基于實(shí)時信息驅(qū)動的云制造服務(wù)鏈監(jiān)控體系架構(gòu)及運(yùn)行模式，并研究了多源異構(gòu)信息感知與集成模型、服務(wù)運(yùn)行指標(biāo)通用模型及其組態(tài)配置、制造服務(wù)與