制造網(wǎng)格資源服務優(yōu)化配置理論與應用研究.pdf

1、當前針對制造網(wǎng)格(Manufacturing Grid，MGrid)的研究主要集中在MGrid的體系結構、關鍵技術、資源管理系統(tǒng)、某個行業(yè)中的應用原型平臺、資源共享方式等方面，在抽象層面上進行了研究。而對構建MGrid資源共享的基礎(MGrid資源服務數(shù)字化方法)和實現(xiàn)MGrid資源共享的關鍵技術(MGrid資源服務優(yōu)化配置理論與技術)研究不足，沒有具體的構建理論與方法。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)MGrid系統(tǒng)中的用戶如何向平臺發(fā)布

2、本企業(yè)空閑的資源或服務能力?(2)如何實現(xiàn)所發(fā)布的資源或服務的數(shù)字化描述?(3)成員之間如何相互發(fā)現(xiàn)資源或服務?(4)如何對所搜索到的資源服務的服務質(zhì)量(QoS)進行評估?(5)如何根據(jù)任務需求，實現(xiàn)資源服務優(yōu)選與組合?(6)如何檢測MGrid資源服務優(yōu)化配置過程中出現(xiàn)的故障并恢復? 本文圍繞以上MGrid資源服務優(yōu)化配置問題，在深入研究MGrid內(nèi)涵的基礎上，提出了包括資源服務構造層、核心中間件層、用戶中間件層、用戶接口層、應

3、用層在內(nèi)的面向服務的MGrid五層體系架構。據(jù)此架構，設計了支持協(xié)同制造的MGrid運行平臺。針對MGrid平臺中資源服務優(yōu)化配置需求，提出了MGrid資源服務優(yōu)化配置整體解決方案并設計了實現(xiàn)系統(tǒng)。對實現(xiàn)該系統(tǒng)的資源服務數(shù)字化描述、匹配與搜索、QoS評估、優(yōu)選與組合、故障檢測與消解等基礎理論與關鍵技術進行了深入研究。主要工作和研究成果如下： (1)討論了MGrid資源的定義、給出了MGrid資源服務分類體系及相應的接口類。研究提

4、出了三步驟的MGrid本體構建方法?；谒岢龅臉嫿ǚ椒?，參照OWL-S本體，建立了MGrid本體。在此基礎上提出了基于MGrid本體和OWL-S的資源服務數(shù)字化描述方法。為MGrid資源服務優(yōu)化配置提供了數(shù)據(jù)與信息支持。 (2)針對MGrid資源服務數(shù)字化描述特點，將MGrid資源服務描述信息分為文字概念、句子、數(shù)值(包括數(shù)值區(qū)間和模糊數(shù))、實體類(數(shù)據(jù)結構體)概念四類。分別提出了相應的信息相似度匹配算法。在此基礎上設計了基于

5、基本匹配、輸入輸出(I/O)匹配、QoS匹配、綜合匹配的四步驟MGrid資源服務匹配與搜索機制，給出了具體實現(xiàn)算法并進行了實例應用驗證。 (3)為給用戶和系統(tǒng)選擇最佳資源服務，為資源服務優(yōu)化配置提供量化參考依據(jù)，建立了MGrid資源服務QoS評估指標體系，給出了各QoS評價指標的評估模型和實現(xiàn)算法。重點研究了MGrid資源服務信任QOS(Trust-QoS)的評估模型、量化實現(xiàn)算法、信任值的實時動態(tài)更新算法，并進行了實例驗證。

6、 (4)針對單一資源服務需求任務(SRSRTask)的資源服務優(yōu)選問題和多資源服務請求任務(MRSRTask)的資源服務組合及優(yōu)選問題，設計了資源服務QoS參數(shù)提取方法；提出了基于QoS的資源服務優(yōu)選與組合方法，包括執(zhí)行MRSRTask的組合資源服務基本模型及其QOS計算方法，MGrid資源服務組合路徑生成方法和優(yōu)選算法，并進行了實例應用驗證。 (5)提出了MGrid資源服務優(yōu)化配置容錯管理機制。定義了MGrid資源服務優(yōu)

7、化配置過程中可能產(chǎn)生的13種故障，并進行了分類：設計了MGrid資源服務優(yōu)化配置容錯管理系統(tǒng)；給出了各類故障的具體檢測方法及基于ECA的故障消解策略；對所提出的容錯管理機制進行了應用實驗驗證。結果表明能有效提高MGrid資源服務優(yōu)化配置的可靠性。 (6)開發(fā)了MGrid資源服務優(yōu)化配置系統(tǒng)，對所提出的MGrid資源服務優(yōu)化配置理論進行了驗證；并以磁懸浮轉子系統(tǒng)為應用對象，在開發(fā)的系統(tǒng)中實現(xiàn)了磁懸浮轉子系統(tǒng)開發(fā)過程中所需的各類資源