制造網(wǎng)格資源服務(wù)優(yōu)化配置理論與應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前針對(duì)制造網(wǎng)格(Manufacturing Grid，MGrid)的研究主要集中在MGrid的體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、資源管理系統(tǒng)、某個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用原型平臺(tái)、資源共享方式等方面，在抽象層面上進(jìn)行了研究。而對(duì)構(gòu)建MGrid資源共享的基礎(chǔ)(MGrid資源服務(wù)數(shù)字化方法)和實(shí)現(xiàn)MGrid資源共享的關(guān)鍵技術(shù)(MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置理論與技術(shù))研究不足，沒有具體的構(gòu)建理論與方法。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)MGrid系統(tǒng)中的用戶如何向平臺(tái)發(fā)布

2、本企業(yè)空閑的資源或服務(wù)能力?(2)如何實(shí)現(xiàn)所發(fā)布的資源或服務(wù)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(wù)?(4)如何對(duì)所搜索到的資源服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)進(jìn)行評(píng)估?(5)如何根據(jù)任務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)資源服務(wù)優(yōu)選與組合?(6)如何檢測(cè)MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置過程中出現(xiàn)的故障并恢復(fù)? 本文圍繞以上MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置問題，在深入研究MGrid內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，提出了包括資源服務(wù)構(gòu)造層、核心中間件層、用戶中間件層、用戶接口層、應(yīng)

3、用層在內(nèi)的面向服務(wù)的MGrid五層體系架構(gòu)。據(jù)此架構(gòu)，設(shè)計(jì)了支持協(xié)同制造的MGrid運(yùn)行平臺(tái)。針對(duì)MGrid平臺(tái)中資源服務(wù)優(yōu)化配置需求，提出了MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置整體解決方案并設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。對(duì)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的資源服務(wù)數(shù)字化描述、匹配與搜索、QoS評(píng)估、優(yōu)選與組合、故障檢測(cè)與消解等基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(wù)分類體系及相應(yīng)的接口類。研究提

4、出了三步驟的MGrid本體構(gòu)建方法?；谒岢龅臉?gòu)建方法，參照OWL-S本體，建立了MGrid本體。在此基礎(chǔ)上提出了基于MGrid本體和OWL-S的資源服務(wù)數(shù)字化描述方法。為MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置提供了數(shù)據(jù)與信息支持。 (2)針對(duì)MGrid資源服務(wù)數(shù)字化描述特點(diǎn)，將MGrid資源服務(wù)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(shí)體類(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體)概念四類。分別提出了相應(yīng)的信息相似度匹配算法。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(wù)匹配與搜索機(jī)制，給出了具體實(shí)現(xiàn)算法并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證。 (3)為給用戶和系統(tǒng)選擇最佳資源服務(wù)，為資源服務(wù)優(yōu)化配置提供量化參考依據(jù)，建立了MGrid資源服務(wù)QoS評(píng)估指標(biāo)體系，給出了各QoS評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)估模型和實(shí)現(xiàn)算法。重點(diǎn)研究了MGrid資源服務(wù)信任QOS(Trust-QoS)的評(píng)估模型、量化實(shí)現(xiàn)算法、信任值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新算法，并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。

6、 (4)針對(duì)單一資源服務(wù)需求任務(wù)(SRSRTask)的資源服務(wù)優(yōu)選問題和多資源服務(wù)請(qǐng)求任務(wù)(MRSRTask)的資源服務(wù)組合及優(yōu)選問題，設(shè)計(jì)了資源服務(wù)QoS參數(shù)提取方法；提出了基于QoS的資源服務(wù)優(yōu)選與組合方法，包括執(zhí)行MRSRTask的組合資源服務(wù)基本模型及其QOS計(jì)算方法，MGrid資源服務(wù)組合路徑生成方法和優(yōu)選算法，并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證。 (5)提出了MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置容錯(cuò)管理機(jī)制。定義了MGrid資源服務(wù)優(yōu)

7、化配置過程中可能產(chǎn)生的13種故障，并進(jìn)行了分類：設(shè)計(jì)了MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置容錯(cuò)管理系統(tǒng)；給出了各類故障的具體檢測(cè)方法及基于ECA的故障消解策略；對(duì)所提出的容錯(cuò)管理機(jī)制進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明能有效提高M(jìn)Grid資源服務(wù)優(yōu)化配置的可靠性。 (6)開發(fā)了MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置系統(tǒng)，對(duì)所提出的MGrid資源服務(wù)優(yōu)化配置理論進(jìn)行了驗(yàn)證；并以磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為應(yīng)用對(duì)象，在開發(fā)的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)開發(fā)過程中所需的各類資源