面向服務(wù)的車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式及支持技術(shù)研究.pdf

1、隨著產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)分工的不斷細(xì)化，圍繞著特定的制造任務(wù)，制造企業(yè)在車間制造過程的協(xié)作日益頻繁，如何從任務(wù)協(xié)作需求和流程導(dǎo)向的角度對(duì)車間資源進(jìn)行規(guī)范化管理和制造任務(wù)的優(yōu)化規(guī)劃、并提供一種有效的管理運(yùn)作模式和支持系統(tǒng)是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)車間制造系統(tǒng)內(nèi)部、車間制造系統(tǒng)之間在制造過程的協(xié)同和優(yōu)化運(yùn)行需要解決的重要問題。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)制造企業(yè)內(nèi)部的車間制造系統(tǒng)管理、制造執(zhí)行系統(tǒng)及企業(yè)間的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟運(yùn)作開展了大量的研究，取得了一系列的研究和應(yīng)用成果，但是，在基

2、于制造服務(wù)、制造任務(wù)和制造流程有效集成的車間制造系統(tǒng)的運(yùn)行模式及信息化支持系統(tǒng)的研究則相對(duì)較少。本論文結(jié)合國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目面向離散制造的可配置MES產(chǎn)品及行業(yè)解決方案(項(xiàng)目編號(hào)：2007AA040701)，對(duì)支持制造服務(wù)、制造任務(wù)和制造流程有效集成的車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式、運(yùn)作技術(shù)以及支持系統(tǒng)等內(nèi)容進(jìn)行了研究。
　　 在分析了車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式概念和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代制造環(huán)境的特點(diǎn)，提出了一種面向服務(wù)的、以流程化的制造執(zhí)行

3、鏈運(yùn)作為核心的車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式，該運(yùn)行模式包含制造服務(wù)封裝與發(fā)布、制造任務(wù)下達(dá)與任務(wù)規(guī)劃、制造執(zhí)行鏈構(gòu)建以及制造執(zhí)行鏈執(zhí)行過程監(jiān)控與績(jī)效評(píng)價(jià)等四個(gè)過程，通過制造資源的服務(wù)化管理和流程導(dǎo)向的制造執(zhí)行鏈運(yùn)作以支持車間制造系統(tǒng)內(nèi)部及車間制造系統(tǒng)之間在制造過程的有效管理和協(xié)作。
　　 從綜合運(yùn)作技術(shù)的層面對(duì)面向服務(wù)的車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式的運(yùn)作技術(shù)進(jìn)行了研究。首先研究了車間制造系統(tǒng)制造資源的服務(wù)化建模方法，從支持車間制造資源有效共享和

4、協(xié)作的角度建立了制造資源服務(wù)化的制造服務(wù)概念模型并進(jìn)行了嚴(yán)格的形式化描述和基于擴(kuò)展OWL-S的語(yǔ)義化建模實(shí)現(xiàn)；其次，針對(duì)跨空間的車間制造系統(tǒng)之間圍繞著制造任務(wù)協(xié)作的需求，在分析制造任務(wù)規(guī)劃與分解原則的基礎(chǔ)上，提出了一種基于加工對(duì)象樹的制造任務(wù)規(guī)劃與分解方法，并對(duì)分解的任務(wù)進(jìn)行了語(yǔ)義描述；最后，對(duì)制造執(zhí)行鏈的構(gòu)建技術(shù)進(jìn)行了研究，具體包括基于AON的制造執(zhí)行鏈工作流模型建模、基于制造執(zhí)行鏈的制造服務(wù)匹配、制造執(zhí)行鏈優(yōu)化模型以及基于OWL-S

5、的制造執(zhí)行鏈生成與語(yǔ)義表達(dá)技術(shù)。
　　 在分析了目前制造執(zhí)行系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)和功能框架方面不足的基礎(chǔ)上，提出了一種面向服務(wù)的、支持跨車間制造系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作及支持底層制造裝備集成和制造過程知識(shí)管理的制造執(zhí)行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法模型；并對(duì)面向服務(wù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)建模技術(shù)和基于語(yǔ)義網(wǎng)關(guān)的制造執(zhí)行系統(tǒng)集成技術(shù)進(jìn)行了研究。在面向服務(wù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)建模技術(shù)研究中，以面向服務(wù)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為中心，以制造業(yè)務(wù)為驅(qū)動(dòng)，綜合應(yīng)用IDEF0、BPM業(yè)務(wù)流

6、程分析方法和UML可視化系統(tǒng)建模方法，通過建立制造執(zhí)行系統(tǒng)的功能模型、過程模型、組件模型、服務(wù)模型和服務(wù)交互模型實(shí)現(xiàn)了面向服務(wù)的制造執(zhí)行系統(tǒng)建模。在基于語(yǔ)義網(wǎng)關(guān)的制造執(zhí)行系統(tǒng)集成技術(shù)的研究中，提出了基于語(yǔ)義網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)集成模式，并對(duì)集成對(duì)象的語(yǔ)義建模和基于共享本體的語(yǔ)義映射技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　 結(jié)合所研究的面向服務(wù)的車間制造系統(tǒng)運(yùn)行模式、運(yùn)作技術(shù)及支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能框架，開發(fā)了一套面向服務(wù)的車間制造執(zhí)行系統(tǒng)的原型系統(tǒng)，對(duì)該