制造網(wǎng)格中資源虛擬化方法研究與應(yīng)用.pdf

1、制造業(yè)是創(chuàng)造人類財(cái)富的重要支柱，也是一個國家國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要體現(xiàn)。目前，經(jīng)濟(jì)全球化使得制造業(yè)面臨著全球性市場、資源、技術(shù)和人才的激烈競爭。在這種環(huán)境下，制造企業(yè)亟需快速按需集成各種資源，廣泛開展企業(yè)間的協(xié)作，及時應(yīng)對快速變化的市場需求。近年來，網(wǎng)格技術(shù)的興起為實(shí)現(xiàn)制造資源共享和企業(yè)間的協(xié)作提供了新的思路，制造網(wǎng)格(Manufacturing Grid，MG)成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注和探討的熱點(diǎn)問題。 由于制造資源種類繁雜，

2、分屬于不同的企業(yè)，存在地理分布性、形態(tài)多樣性及管理自主性等特點(diǎn)，使得制造網(wǎng)格中的資源共享和管理更為復(fù)雜。本文重點(diǎn)開展制造網(wǎng)格及其資源虛擬化方法的研究，利用虛擬化技術(shù)，將種類繁雜、形態(tài)多樣的制造資源進(jìn)行封裝，以服務(wù)的方式提供統(tǒng)一接口規(guī)范，實(shí)現(xiàn)透明、有效的資源訪問。 本文針對制造網(wǎng)格中的資源虛擬化問題，以計(jì)算機(jī)輔助工程(ComputerAided Engineering，CAE)軟件及共享應(yīng)用為重點(diǎn)，分析了各類制造資源的特點(diǎn)，開展了

3、制造資源表示與建模，資源虛擬化模型與方法，以及業(yè)務(wù)流程建模中的服務(wù)選擇方法等研究。采用上述方法對ANSYS軟件等CAE資源進(jìn)行了虛擬化，并分析了CAE業(yè)務(wù)流程，通過組合邏輯服務(wù)實(shí)現(xiàn)制造網(wǎng)格中的CAE應(yīng)用。 本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)： 1. 提出了一種制造網(wǎng)格資源虛擬化模型該模型主要分為制造資源層、物理服務(wù)層、邏輯服務(wù)層。制造資源層中是異構(gòu)、分布的制造資源，由參與網(wǎng)格的各個企業(yè)提供；物理服務(wù)層主要解決制造資源統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)

4、一調(diào)用接口的問題：邏輯服務(wù)層主要面向特定的功能需求，其中邏輯服務(wù)是更高一層的抽象服務(wù)，它的可執(zhí)行能力依賴于與之相關(guān)聯(lián)的物理服務(wù)。這樣，通過對資源的虛擬化，在制造網(wǎng)格應(yīng)用和制造資源之間建立了絕緣層，使應(yīng)用不再依賴于特定的制造資源。 2. 提出了基于WSRF的制造資源適配器基于WSRF(WS-Resource Framework)規(guī)范構(gòu)造了制造資源適配器，可以將制造資源封裝成網(wǎng)格服務(wù)，使其具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)用規(guī)范。適配器通過管

5、理模塊，可以管理封裝、部署后的資源，并可實(shí)時獲得資源的狀態(tài)。另外，資源適配器支持熱部署，不需要重新啟動服務(wù)容器，即可添加新的資源，對外暴露為服務(wù)。 3. 提出了基于模板的資源服務(wù)化封裝方法該方法針對制造資源的異構(gòu)、復(fù)雜性特點(diǎn)，抽象各類資源的公共屬性和操作，描述為資源封裝模板；然后將資源封裝模板按照資源類型進(jìn)行組織；在此基礎(chǔ)上用戶可以基于模板進(jìn)行資源服務(wù)化封裝，也可以根據(jù)自己的需要擴(kuò)充新的模板。該方法規(guī)范了操作過程，簡化了封裝工作

6、。 4. 提出了基于服務(wù)的CAE業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法采用上述方法對ANSYS軟件等CAE資源進(jìn)行了虛擬化，并分析了CAE業(yè)務(wù)流程，提出了基于約束的物理服務(wù)選擇方法，可通過組合邏輯服務(wù)實(shí)現(xiàn)制造網(wǎng)格中的CAE應(yīng)用，使應(yīng)用不再依賴于給定的物理服務(wù)。用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇、重組邏輯服務(wù)，完成新的分析任務(wù)，適應(yīng)靈活多變的業(yè)務(wù)需求。同時可以動態(tài)綁定不同的物理服務(wù)實(shí)例，以適應(yīng)需求的變化，使得物理服務(wù)發(fā)生變化時也不會影響到應(yīng)用的執(zhí)行。 5.