基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的制造資源共享系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化制造是制造業(yè)適應(yīng)全球發(fā)展趨勢(shì)和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的一種先進(jìn)制造模式。制造資源共享是實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化制造的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。制造資源共享系統(tǒng)為企業(yè)之間進(jìn)行合作生產(chǎn)與協(xié)同制造提供了有效地資源共享支撐環(huán)境。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)所具有的地位平等、負(fù)載均衡、自適應(yīng)和可擴(kuò)展性等特點(diǎn),為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分布、異構(gòu)、動(dòng)態(tài)的制造資源共享和更大范圍企業(yè)間協(xié)作提供了一個(gè)新的技術(shù)支持。本文圍繞基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的制造資源共享系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、制造資源模型、制造資源的組織策略、資源的搜索及優(yōu)

2、化和資源訪(fǎng)問(wèn)節(jié)點(diǎn)的安全性等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)提出了一個(gè)基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的制造資源共享系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為緩解傳統(tǒng)集中式資源共享帶來(lái)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)帶寬壓力,提高系統(tǒng)制造資源共享能力,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的多對(duì)多共享模式,可使制造企業(yè)各結(jié)點(diǎn)邏輯平等,可支持資源查詢(xún)者與資源共享者直接協(xié)商完成資源共享。針對(duì)制造資源共享系統(tǒng)功能需求,基于該共享模式構(gòu)建了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),包括系統(tǒng)應(yīng)用層、制造資源管理層、對(duì)等覆蓋

3、網(wǎng)絡(luò)層和物理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)層等四部分;描述了各層的功能和系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)技術(shù),為后續(xù)的研究與實(shí)現(xiàn)提供了指導(dǎo)。
　　(2)建立了支持對(duì)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的制造資源模型。為了建立制造資源的一致性描述,根據(jù)制造資源的存儲(chǔ)特點(diǎn)和應(yīng)用需求,分類(lèi)組織了制造資源;應(yīng)用本體技術(shù)提出了一種制造資源模型,并給出了模型的圖形化和RDFS描述。該模型可對(duì)制造資源整體進(jìn)行描述,既表達(dá)了各類(lèi)資源本身的特征屬性信息,也反映了制造資源的層次結(jié)構(gòu)。同時(shí),針對(duì)文檔類(lèi)資源,詳細(xì)描述了模

4、型建立過(guò)程;以設(shè)計(jì)圖紙文檔為例,描述了其RDF元數(shù)據(jù)文檔,并驗(yàn)證了該模型的可行性。
　　(3)研究了基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的制造資源信息組織策略。描述了一個(gè)非結(jié)構(gòu)化的兩層對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?提出了一種該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓咝?gòu)造算法;為了減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造代價(jià),拓?fù)錁?gòu)造時(shí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用已知節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)方法加入對(duì)等網(wǎng)絡(luò);同時(shí),為了減少查詢(xún)過(guò)程所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,加入節(jié)點(diǎn)盡量選擇物理位置上距離相近的超級(jí)節(jié)點(diǎn)相鏈接。并且,針對(duì)該對(duì)等網(wǎng)絡(luò)描述了制造資源信息的發(fā)布、索引、

5、撤銷(xiāo)和更新等主要操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同規(guī)模覆蓋網(wǎng)絡(luò)下,該對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造方法比傳統(tǒng)隨機(jī)構(gòu)造方法降低30％左右的構(gòu)造成本,且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡,查詢(xún)性能穩(wěn)定。
　　(4)提出了一種提高制造資源搜索效率的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化方法。為了提高資源查詢(xún)效率,減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),本文提出了一種基于興趣社區(qū)改進(jìn)已有對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?yōu)化方法。根據(jù)制造資源的層次結(jié)構(gòu),建立其樹(shù)形結(jié)構(gòu);樹(shù)中各結(jié)點(diǎn)被視為一種興趣或興趣集,整棵樹(shù)代表一棵興趣樹(shù);廣度優(yōu)先遍歷興趣樹(shù)獲

6、取資源的興趣標(biāo)識(shí),并表示為二進(jìn)制位串;根據(jù)節(jié)點(diǎn)保存的所有制造資源的興趣計(jì)算出該節(jié)點(diǎn)的興趣,從而使資源和節(jié)點(diǎn)之間建立起關(guān)聯(lián)。依據(jù)節(jié)點(diǎn)的興趣判斷節(jié)點(diǎn)之間的距離,使興趣相近的節(jié)點(diǎn)聚集在一起組成興趣社區(qū)。改進(jìn)后的對(duì)等覆蓋網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)之間具有鄰居關(guān)系和朋友關(guān)系兩種聯(lián)系。查尋資源時(shí),搜索請(qǐng)求主要在朋友關(guān)系的興趣社區(qū)內(nèi)部傳播,故查詢(xún)路徑縮短,帶寬消耗減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方案與改造前相比提高了大約20%的資源查詢(xún)效率。
　　(5)提出了一種基于

7、灰色關(guān)聯(lián)和反饋推薦的制造資源節(jié)點(diǎn)信任調(diào)整機(jī)制。為了解決制造資源的安全性問(wèn)題,針對(duì)制造資源信息共享應(yīng)用中影響系統(tǒng)效率因素較多的特點(diǎn),提出利用灰色關(guān)聯(lián)分析理論和反饋推薦機(jī)制建立一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)制造資源節(jié)點(diǎn)之間信任管理方法。該方法分析和挖掘歷史評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化,建立和維護(hù)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間的信任值,并利用訪(fǎng)問(wèn)節(jié)點(diǎn)對(duì)推薦結(jié)果的反饋來(lái)調(diào)整推薦節(jié)點(diǎn)信任值的變化。文中詳細(xì)描述了基于灰色關(guān)聯(lián)分析的制造資源節(jié)點(diǎn)信任值精確計(jì)算方法和基于反饋推薦機(jī)制的節(jié)點(diǎn)信任值調(diào)整

8、算法。模擬結(jié)果表明,系統(tǒng)使用該信任機(jī)制后的查詢(xún)準(zhǔn)確率比使用前的準(zhǔn)確率相對(duì)提高,且隨著查詢(xún)次數(shù)增加查詢(xún)準(zhǔn)確率呈遞增態(tài)勢(shì)。
　　最后,作者基于上述研究成果,以設(shè)計(jì)圖紙等文檔類(lèi)資源的共享應(yīng)用為例,開(kāi)發(fā)了一個(gè)制造資源信息共享原型系統(tǒng),并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了系統(tǒng)驗(yàn)證。實(shí)踐表明,用戶(hù)可以方便地利用該原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文檔類(lèi)制造資源共享的各種基本操作,如制造資源發(fā)布、查找、下載和在線(xiàn)交流等,為網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中制造企業(yè)內(nèi)部或企業(yè)之間的資源安全便捷的共享需求提供了