基于本体的制造网格任务管理关键技术研究

发布时间：2020-07-03 05:25

【摘要】： 在经济全球化、全球信息化形势下,制造网格成为网络化制造领域新的研究热点。制造网格的最终目标是实现对制造资源的共享和协同工作,提供良好的服务质量(QoS),以完成用户(服务请求者)提交的任务。任务管理是制造网格中基础性和关键性的研究工作。在任务实施过程中,任务管理系统必须能够根据任务的服务需求和制造网格资源的服务状态,对任务所要求的资源服务进行服务的发现和匹配,同时,任务的创建和描述、任务的分解和规划、任务的调度和执行等问题也必须得到有效的解决。任务管理是制造网格系统连接应用主体的关键纽带,其功能不完善,将制约制造网格的应用与推广。所以,任务管理系统的成功与否不仅关系到服务的效率和成败,同时直接决定制造网格用户的参与和接受程度。 论文深入分析研究了制造网格环境中的任务管理问题,从理论研究和实际应用的角度围绕任务管理的若干关键技术展开,在制造网格任务创建、分解、规划、建模、服务发现与匹配等方面进行了较深入研究。任务管理关键技术的研究和实现,从技术上解决了影响制造网格应用的瓶颈问题。 为了论文研究内容的全面展开,研究和实现基于本体的制造网格任务和服务描述、基于模块化的制造网格任务分解、基于活动工期和服务约束的制造网格任务规划、基于本体和服务能力的服务发现和匹配,论文首先在分析和研究网格技术、语义网技术的基础上,结合网络化制造的特点,构建了一个支持本体服务的制造网格体系结构及其任务管理的系统结构,分析了本地服务层、核心服务层、公共服务层及领域服务层的功能特点。任务管理系统是制造网格系统结构中的一个应用。论文对任务管理系统中任务创建与建模、任务分解与规划、服务发现与任务分配、任务执行与监控等功能模块的主要作用进行了分析,为研究任务管理关键技术奠定了理论基础。 制造网格中服务请求者对服务需求的描述与服务提供者对服务的描述常因企业而异。为寻找先进的理论和方法指导制造网格任务与服务描述,以实现快速、高效的制造网格服务发现与匹配,提出了基于本体的制造网格任务与服务的建模方法。将本体论与网络化制造研究相结合,通过分析制造网格中的基本本体类,建立了一个基于OWL-S的面向网络化制造的Web本体模型—制造网格本体,并基于制造网格本体分别建立了制造网格任务与服务的描述模型,实现了制造网格任务与服务的语义化描述,为进行基于本体的制造网格服务发现与匹配研究奠定了基础。 制造网格任务需要分解成为一系列的子任务和活动,以便于多个服务节点提供的服务进行协作完成。论文根据制造业的任务特点提出了一种基于模块化的任务分解策略和分解模型,根据任务的“弱耦合,强内聚”的要求,分别提出了一种活动间相关度判定的方法和任务粒度的度量方法,并建立了基于QoS的任务分解规则,提出了制造网格任务分解的基本步骤和方法。 为了对制造网格任务进行有效管理和控制,需要对任务分解后的活动进行规划,根据活动间的约束关系确定关键活动及其时间进度,达到缩短整体任务的完成工期,提高服务质量(QoS)的目的。本文提出了先基于活动工期进行任务初始规划,再对服务约束下的任务规划进行调整的方法,还提出了基于活动工期和服务约束下的工期-成本优化算法,实现了“向关键路径要时间,向非关键路径要资源(服务)”的制造网格任务规划目标。 在制造网格环境下,任务服务能力需求与服务的服务能力相匹配是服务发现与匹配的基本要求,关系到制造网格资源共享目标的实现。为此,在分析和总结相关研究的基础上,给出了基于OWL-S的制造网格服务发布、发现与匹配过程,定义了任务与服务的匹配度,提出了基于服务能力的匹配要素IOPE和匹配规则,还提出了一种基于本体和服务能力的制造网格服务发现与匹配的算法。 最后,对本文的研究内容进行了开发和应用验证,实现了制造网格任务提交与描述、任务分解与规划功能,初步设计和实现了基于语义Web服务的制造网格任务与服务描述、服务发现与匹配的原型系统。通过一个制造加工类型任务的应用实例验证了系统的合理性和可行性,获得了很多有价值的经验和数据,为制造网格任务管理的进一步完善和应用奠定了坚实的基础。
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH166
【图文】：

这些任务需要分解成为各种类型的活动由不同的服务节点提供因而，为实现制造网格任务的协同设计和制造的连续性，迫切需要适务特点的任务分解策略和规划方法。2 任务、服务描述和服务发现的研究现状前，制造网格任务和服务的描述还主要通过传统的 Web 服务技术描述务信息，通过基于关键词的传统 Web 服务来实现服务发现与匹配。如一种基于 QoS 的制造网格服务发现和匹配方法，其主要方法是：以制服务类型和静态 QoS 需求信息（即质量、价格和服务指标）为边界条中服务的基本信息和 QoS 属性为参考，从制造网格信息系统搜索匹配求条件的资源服务，提出了金质资源搜索（严格按照活动的 QoS 要搜索（活动给定一个 QoS 属性范围）和铜质资源搜索（活动指定一个优先顺序排列的 QoS 属性）三种不同算法。文献[22]提出了一种基于的服务发现和匹配方法，如图 1-1 所示，首先服务提供者在服务代理；服务请求者从服务代理机搜索所需的服务；服务请求者根据相应服调用服务；服务提供者响应服务请求者的调用并创建实例；服务提供例地址给服务请求者；最后服务请求者与服务匹配者绑定。

Mellon University, CMU)Paolucci 和 Payne 等人先后提出基于语义 Web 服务的服务发现算法，通过服务的属性和接口的，得到匹配的结果。Chakraborty 等人[61]提出了一种以语义 Wegen Markup Language)描述服务，以 Prolog 语言为推理语言的发现的依据是预先定义的服务属性、本体属性值。展趋势网格是网格技术在制造业中的应用，所以，制造网格及其相关展趋势是基本一致的。其中，技术融合和语义化是两个重要的发术融合和标准化趋势利用 Web 社区的发展成果，避免两个社区在功能定义的上的 Globus 联盟为首的网格社区正式发布了新一代的网格标准 WResource Framework, WSRF)[62]，实现了 Web 服务社区和网格图 1-2 所示。WSRF 是对开放网格服务基础架构(Open Grure, OGSI)[63]的重构和改进，它致力于开发新的 Web 服务标ssing[64]标准)以及对基于 OGSI 的网格实现和应用进行改进。W义的所有功能，并克服了 OGSI 的不足之处。已经发布的规范

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 李强;网络计划技术中资源优化和调度的研究与应用[D];安徽大学;2012年

本文编号：2739249