基于本體的制造網(wǎng)格任務管理關鍵技術研究.pdf

1、在經(jīng)濟全球化、全球信息化形勢下，制造網(wǎng)格成為網(wǎng)絡化制造領域新的研究熱點。制造網(wǎng)格的最終目標是實現(xiàn)對制造資源的共享和協(xié)同工作，提供良好的服務質量(QOS)，以完成用戶(服務請求者)提交的任務。任務管理是制造網(wǎng)格中基礎性和關鍵性的研究工作。在任務實施過程中，任務管理系統(tǒng)必須能夠根據(jù)任務的服務需求和制造網(wǎng)格資源的服務狀態(tài)，對任務所要求的資源服務進行服務的發(fā)現(xiàn)和匹配，同時，任務的創(chuàng)建和描述、任務的分解和規(guī)劃、任務的調度和執(zhí)行等問題也必須得到有效

2、的解決。任務管理是制造網(wǎng)格系統(tǒng)連接應用主體的關鍵紐帶，其功能不完善，將制約制造網(wǎng)格的應用與推廣。所以，任務管理系統(tǒng)的成功與否不僅關系到服務的效率和成敗，同時直接決定制造網(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)境中的任務管理問題，從理論研究和實際應用的角度圍繞任務管理的若干關鍵技術展開，在制造網(wǎng)格任務創(chuàng)建、分解、規(guī)劃、建模、服務發(fā)現(xiàn)與匹配等方面進行了較深入研究。任務管理關鍵技術的研究和實現(xiàn)，從技術上解決了影響制造網(wǎng)

3、格應用的瓶頸問題。 為了論文研究內(nèi)容的全面展開，研究和實現(xiàn)基于本體的制造網(wǎng)格任務和服務描述、基于模塊化的制造網(wǎng)格任務分解、基于活動工期和服務約束的制造網(wǎng)格任務規(guī)劃、基于本體和服務能力的服務發(fā)現(xiàn)和匹配，論文首先在分析和研究網(wǎng)格技術、語義網(wǎng)技術的基礎上，結合網(wǎng)絡化制造的特點，構建了一個支持本體服務的制造網(wǎng)格體系結構及其任務管理的系統(tǒng)結構，分析了本地服務層、核心服務層、公共服務層及領域服務層的功能特點。任務管理系統(tǒng)是制造網(wǎng)格系統(tǒng)結構中

4、的一個應用。論文對任務管理系統(tǒng)中任務創(chuàng)建與建模、任務分解與規(guī)劃、服務發(fā)現(xiàn)與任務分配、任務執(zhí)行與監(jiān)控等功能模塊的主要作用進行了分析，為研究任務管理關鍵技術奠定了理論基礎。 制造網(wǎng)格中服務請求者對服務需求的描述與服務提供者對服務的描述常因企業(yè)而異。為尋找先進的理論和方法指導制造網(wǎng)格任務與服務描述，以實現(xiàn)快速、高效的制造網(wǎng)格服務發(fā)現(xiàn)與匹配，提出了基于本體的制造網(wǎng)格任務與服務的建模方法。將本體論與網(wǎng)絡化制造研究相結合，通過分析制造網(wǎng)格中

5、的基本本體類，建立了一個基于OWL-S的面向網(wǎng)絡化制造的Web本體模型一制造網(wǎng)格本體，并基于制造網(wǎng)格本體分別建立了制造網(wǎng)格任務與服務的描述模型，實現(xiàn)了制造網(wǎng)格任務與服務的語義化描述，為進行基于本體的制造網(wǎng)格服務發(fā)現(xiàn)與匹配研究奠定了基礎。 制造網(wǎng)格任務需要分解成為一系列的子任務和活動，以便于多個服務節(jié)點提供的服務進行協(xié)作完成。論文根據(jù)制造業(yè)的任務特點提出了一種基于模塊化的任務分解策略和分解模型，根據(jù)任務的“弱耦合，強內(nèi)聚”的要求，

6、分別提出了一種活動間相關度判定的方法和任務粒度的度量方法，并建立了基于QoS的任務分解規(guī)則，提出了制造網(wǎng)格任務分解的基本步驟和方法。 為了對制造網(wǎng)格任務進行有效管理和控制，需要對任務分解后的活動進行規(guī)劃，根據(jù)活動間的約束關系確定關鍵活動及其時間進度，達到縮短整體任務的完成工期，提高服務質量(QoS)的目的。本文提出了先基于活動工期進行任務初始規(guī)劃，再對服務約束下的任務規(guī)劃進行調整的方法，還提出了基于活動工期和服務約束下的工期一成

7、本優(yōu)化算法，實現(xiàn)了“向關鍵路徑要時間，向非關鍵路徑要資源(服務)”的制造網(wǎng)格任務規(guī)劃目標。 在制造網(wǎng)格環(huán)境下，任務服務能力需求與服務的服務能力相匹配是服務發(fā)現(xiàn)與匹配的基本要求，關系到制造網(wǎng)格資源共享目標的實現(xiàn)。為此，在分析和總結相關研究的基礎上，給出了基于OWL-S的制造網(wǎng)格服務發(fā)布、發(fā)現(xiàn)與匹配過程，提出了基于服務能力的匹配要素IOPE、匹配度定義和匹配規(guī)則，還提出了一種基于本體和服務能力的制造網(wǎng)格服務發(fā)現(xiàn)與匹配的算法。