题目：云制造模式下制造能力关键技术研究与应用

目前，制造服务化、基于知识的创新，对各类制造资源的聚合与协同，以及对环境的友好性已成为企业竞争力的关键要素和制造业信息化发展的趋势。云制造便是在这种新的需求以及前沿信息技术驱动下，借鉴了已有制造模式的先进特性和成果，如敏捷制造（AM）、网络化制造（NM）、面向服务的制造（SOM）等，并汲取了当前国外制造业发展最新思想，如工业产品服务系统（IPS2）、协作网络（CN）、众包（C-Sourcing）等，而产生的一种制造新模式。云制造强调制造资源和制造能力以服务的形式进行聚集，并基于网络自由流通，进而实现按需使用和动态协同。云制造中制造能力的共享将突破传统的资源共享范围、改变现有制造资源的使用和流通方式，使得更多类型的制造资源（物理资源、软件资源、知识、经验等）以制造能力的形态聚集到制造云中，并以服务的形式进行流通，从而为完成涉及更广泛、更复杂的制造任务提供支持。因此，本文围绕云制造模式下制造能力按需使用和动态协同这一核心目标展开了研究，并重点解决了以下三个问题：1)云制造模式下制造能力是什么？2）云制造模式下制造能力如何进行服务化描述？3）云制造服务平台中制造能力服务如何向用户提供？本文的主要工作如下：（1）分析总结了云制造模式与以往先进制造模式的联系和区别，明确了云制造以实现敏捷化、服务化、绿色化、智能化为重要目标，是网络化制造的一种新发展，是面向服务制造理念的具体体现。通过分析比较，得出了制造能力的按需使用和动态协同是云制造模式与以往先进制造模式相比最显著的特征之一。（2）综合现有关于制造能力的解释和分析，结合云制造模式下对制造能力实际需求，给出了云制造模式制造能力的内涵与基本特征，并从不同的角度给出了制造能力多视图分类，最后结合云制造服务平台中制造能力全生命周期应用过程，给出了云制造模式下制造能力全生命周期管理及应用技术体系。（3）结合制造能力的概念和特征，分别从概念层和实例层构建了基于本体的制造能力层次描述模型，其中概念层次模型包括：构成要素子模型、评估体系子模型、关联关系子模型。并以此为基础，构建了针对不同类型制造能力的实例描述模型，最终为制造能力的形式化描述提供了元数据基础。（4）研究了制造能力服务化描述机制与方法，主要根据云制造模式下制造能力信息模型中特征信息（如模糊属性及动态行为属性）形式化描述需求，提出了针对不同类型特征信息的制造能力形式化描述机制，并基于本体语言OWL 2给出了上述不同特征信息的数字化表示形式。（5）结合社会网络相关理论，分别构建了基于相似用户需求与相似功能集群的制造能力服务关联网络，并以上述两个网络为基础，提出了支持用户按需的制造能力服务智能检索与推荐方法。此外还初步探索了上述两种相似关联服务网络的演化特征。（6）以航天复杂产品研发为应用背景，设计并实现了支持制造能力按需使用的制造云原型系统，对本文所提出的相关技术、方法和理论进行了初步验证，并以某型号立式加工中心的制造能力发布为例，对系统的资源感知接入、制造能力服务化发布、云服务智能检索和组合等功能进行了介绍。相关技术及工具目前已在航天某集团企业云制造服务平台中进行了实际部署与应用。