【摘要】： 在經(jīng)濟(jì)全球化、全球信息化形勢下,制造網(wǎng)格成為網(wǎng)絡(luò)化制造領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。制造網(wǎng)格的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對制造資源的共享和協(xié)同工作,提供良好的服務(wù)質(zhì)量(QoS),以完成用戶(服務(wù)請求者)提交的任務(wù)。任務(wù)管理是制造網(wǎng)格中基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的研究工作。在任務(wù)實(shí)施過程中,任務(wù)管理系統(tǒng)必須能夠根據(jù)任務(wù)的服務(wù)需求和制造網(wǎng)格資源的服務(wù)狀態(tài),對任務(wù)所要求的資源服務(wù)進(jìn)行服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和匹配,同時(shí),任務(wù)的創(chuàng)建和描述、任務(wù)的分解和規(guī)劃、任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行等問題也必須得到有效的解決。任務(wù)管理是制造網(wǎng)格系統(tǒng)連接應(yīng)用主體的關(guān)鍵紐帶,其功能不完善,將制約制造網(wǎng)格的應(yīng)用與推廣。所以,任務(wù)管理系統(tǒng)的成功與否不僅關(guān)系到服務(wù)的效率和成敗,同時(shí)直接決定制造網(wǎng)格用戶的參與和接受程度。 論文深入分析研究了制造網(wǎng)格環(huán)境中的任務(wù)管理問題,從理論研究和實(shí)際應(yīng)用的角度圍繞任務(wù)管理的若干關(guān)鍵技術(shù)展開,在制造網(wǎng)格任務(wù)創(chuàng)建、分解、規(guī)劃、建模、服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配等方面進(jìn)行了較深入研究。任務(wù)管理關(guān)鍵技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn),從技術(shù)上解決了影響制造網(wǎng)格應(yīng)用的瓶頸問題。 為了論文研究內(nèi)容的全面展開,研究和實(shí)現(xiàn)基于本體的制造網(wǎng)格任務(wù)和服務(wù)描述、基于模塊化的制造網(wǎng)格任務(wù)分解、基于活動工期和服務(wù)約束的制造網(wǎng)格任務(wù)規(guī)劃、基于本體和服務(wù)能力的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和匹配,論文首先在分析和研究網(wǎng)格技術(shù)、語義網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化制造的特點(diǎn),構(gòu)建了一個支持本體服務(wù)的制造網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)及其任務(wù)管理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析了本地服務(wù)層、核心服務(wù)層、公共服務(wù)層及領(lǐng)域服務(wù)層的功能特點(diǎn)。任務(wù)管理系統(tǒng)是制造網(wǎng)格系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的一個應(yīng)用。論文對任務(wù)管理系統(tǒng)中任務(wù)創(chuàng)建與建模、任務(wù)分解與規(guī)劃、服務(wù)發(fā)現(xiàn)與任務(wù)分配、任務(wù)執(zhí)行與監(jiān)控等功能模塊的主要作用進(jìn)行了分析,為研究任務(wù)管理關(guān)鍵技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。 制造網(wǎng)格中服務(wù)請求者對服務(wù)需求的描述與服務(wù)提供者對服務(wù)的描述常因企業(yè)而異。為尋找先進(jìn)的理論和方法指導(dǎo)制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)描述,以實(shí)現(xiàn)快速、高效的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配,提出了基于本體的制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)的建模方法。將本體論與網(wǎng)絡(luò)化制造研究相結(jié)合,通過分析制造網(wǎng)格中的基本本體類,建立了一個基于OWL-S的面向網(wǎng)絡(luò)化制造的Web本體模型—制造網(wǎng)格本體,并基于制造網(wǎng)格本體分別建立了制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)的描述模型,實(shí)現(xiàn)了制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)的語義化描述,為進(jìn)行基于本體的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配研究奠定了基礎(chǔ)。 制造網(wǎng)格任務(wù)需要分解成為一系列的子任務(wù)和活動,以便于多個服務(wù)節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)進(jìn)行協(xié)作完成。論文根據(jù)制造業(yè)的任務(wù)特點(diǎn)提出了一種基于模塊化的任務(wù)分解策略和分解模型,根據(jù)任務(wù)的“弱耦合,強(qiáng)內(nèi)聚”的要求,分別提出了一種活動間相關(guān)度判定的方法和任務(wù)粒度的度量方法,并建立了基于QoS的任務(wù)分解規(guī)則,提出了制造網(wǎng)格任務(wù)分解的基本步驟和方法。 為了對制造網(wǎng)格任務(wù)進(jìn)行有效管理和控制,需要對任務(wù)分解后的活動進(jìn)行規(guī)劃,根據(jù)活動間的約束關(guān)系確定關(guān)鍵活動及其時(shí)間進(jìn)度,達(dá)到縮短整體任務(wù)的完成工期,提高服務(wù)質(zhì)量(QoS)的目的。本文提出了先基于活動工期進(jìn)行任務(wù)初始規(guī)劃,再對服務(wù)約束下的任務(wù)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整的方法,還提出了基于活動工期和服務(wù)約束下的工期-成本優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)了“向關(guān)鍵路徑要時(shí)間,向非關(guān)鍵路徑要資源(服務(wù))”的制造網(wǎng)格任務(wù)規(guī)劃目標(biāo)。 在制造網(wǎng)格環(huán)境下,任務(wù)服務(wù)能力需求與服務(wù)的服務(wù)能力相匹配是服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配的基本要求,關(guān)系到制造網(wǎng)格資源共享目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為此,在分析和總結(jié)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,給出了基于OWL-S的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)布、發(fā)現(xiàn)與匹配過程,定義了任務(wù)與服務(wù)的匹配度,提出了基于服務(wù)能力的匹配要素IOPE和匹配規(guī)則,還提出了一種基于本體和服務(wù)能力的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配的算法。 最后,對本文的研究內(nèi)容進(jìn)行了開發(fā)和應(yīng)用驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了制造網(wǎng)格任務(wù)提交與描述、任務(wù)分解與規(guī)劃功能,初步設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于語義Web服務(wù)的制造網(wǎng)格任務(wù)與服務(wù)描述、服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配的原型系統(tǒng)。通過一個制造加工類型任務(wù)的應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了系統(tǒng)的合理性和可行性,獲得了很多有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù),為制造網(wǎng)格任務(wù)管理的進(jìn)一步完善和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH166
【圖文】：

這些任務(wù)需要分解成為各種類型的活動由不同的服務(wù)節(jié)點(diǎn)提供因而，為實(shí)現(xiàn)制造網(wǎng)格任務(wù)的協(xié)同設(shè)計(jì)和制造的連續(xù)性，迫切需要適務(wù)特點(diǎn)的任務(wù)分解策略和規(guī)劃方法。2 任務(wù)、服務(wù)描述和服務(wù)發(fā)現(xiàn)的研究現(xiàn)狀前，制造網(wǎng)格任務(wù)和服務(wù)的描述還主要通過傳統(tǒng)的 Web 服務(wù)技術(shù)描述務(wù)信息，通過基于關(guān)鍵詞的傳統(tǒng) Web 服務(wù)來實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)與匹配。如一種基于 QoS 的制造網(wǎng)格服務(wù)發(fā)現(xiàn)和匹配方法，其主要方法是：以制服務(wù)類型和靜態(tài) QoS 需求信息（即質(zhì)量、價(jià)格和服務(wù)指標(biāo)）為邊界條中服務(wù)的基本信息和 QoS 屬性為參考，從制造網(wǎng)格信息系統(tǒng)搜索匹配求條件的資源服務(wù)，提出了金質(zhì)資源搜索（嚴(yán)格按照活動的 QoS 要搜索（活動給定一個 QoS 屬性范圍）和銅質(zhì)資源搜索（活動指定一個優(yōu)先順序排列的 QoS 屬性）三種不同算法。文獻(xiàn)[22]提出了一種基于的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和匹配方法，如圖 1-1 所示，首先服務(wù)提供者在服務(wù)代理；服務(wù)請求者從服務(wù)代理機(jī)搜索所需的服務(wù)；服務(wù)請求者根據(jù)相應(yīng)服調(diào)用服務(wù)；服務(wù)提供者響應(yīng)服務(wù)請求者的調(diào)用并創(chuàng)建實(shí)例；服務(wù)提供例地址給服務(wù)請求者；最后服務(wù)請求者與服務(wù)匹配者綁定。

Mellon University, CMU)Paolucci 和 Payne 等人先后提出基于語義 Web 服務(wù)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法，通過服務(wù)的屬性和接口的，得到匹配的結(jié)果。Chakraborty 等人[61]提出了一種以語義 Wegen Markup Language)描述服務(wù)，以 Prolog 語言為推理語言的發(fā)現(xiàn)的依據(jù)是預(yù)先定義的服務(wù)屬性、本體屬性值。展趨勢網(wǎng)格是網(wǎng)格技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，所以，制造網(wǎng)格及其相關(guān)展趨勢是基本一致的。其中，技術(shù)融合和語義化是兩個重要的發(fā)術(shù)融合和標(biāo)準(zhǔn)化趨勢利用 Web 社區(qū)的發(fā)展成果，避免兩個社區(qū)在功能定義的上的 Globus 聯(lián)盟為首的網(wǎng)格社區(qū)正式發(fā)布了新一代的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn) WResource Framework, WSRF)[62]，實(shí)現(xiàn)了 Web 服務(wù)社區(qū)和網(wǎng)格圖 1-2 所示。WSRF 是對開放網(wǎng)格服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)(Open Grure, OGSI)[63]的重構(gòu)和改進(jìn)，它致力于開發(fā)新的 Web 服務(wù)標(biāo)ssing[64]標(biāo)準(zhǔn))以及對基于 OGSI 的網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn)。W義的所有功能，并克服了 OGSI 的不足之處。已經(jīng)發(fā)布的規(guī)范

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李強(qiáng);網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)中資源優(yōu)化和調(diào)度的研究與應(yīng)用[D];安徽大學(xué);2012年

本文編號：2739249