● 摘要
当前，中国制造业尤其是代表其发展水平的复杂产品制造业面临着巨大的机遇和挑战。作为制造业信息化发展的一种趋势，云制造为复杂产品制造业带来了新的模式和新的手段。云制造具有“数字化”、“物联化”、“虚拟化”、“服务化”、“协同化”和“智能化”的典型技术特征，其中对制造资源/能力的虚拟化、服务化是实现云制造的基石。本论文聚焦于制造资源/能力的虚拟化服务化管理，主要解决制造资源和制造能力的抽象和封装、组织与优选的问题，从而支持制造资源和制造能力的统一管理、按需组合、优化配置以及高效协作。
由于当前的研究在细粒度制造资源和制造能力“紧”耦合形式的按需组合和灵活协作方面考虑不周，在广域范围内制造资源和制造能力多中心式的优化配置和协调管理方面存在不足，本论文综合运用元对象机制、语义WEB技术以及多智能体技术等手段，从云制造资源/能力虚拟化服务化管理框架入手，基于元建模框架对云制造资源/能力服务进行重新描述，然后重点研究攻克面向“紧”耦合的资源/能力服务关联组合及优选技术以及基于分布智能代理的制造资源/能力管理中间件技术。本论文的主要研究成果包括以下几个方面：
（1）研究提出了云制造系统五种典型服务模式，针对新的服务模式对制造资源和制造能力管理的要求，研究提出了云制造资源/能力虚拟化服务化模型，讨论了对制造资源和制造能力的感知接入、虚拟化和服务化的方法，归纳了云制造服务的形态和特点，并在明确云制造资源/能力虚拟化服务化管理基本原则的基础之上，研究提出了具有“双维度、双层次”特色的云制造资源/能力虚拟化服务化管理的系统架构。
（2）针对云制造资源/能力虚拟化服务化管理对异构分布制造资源和制造能力的统一抽象和组织的需求，本论文研究提出了语义更加严格且更具扩展性的云制造资源/能力服务的元建模框架，并对基于框架的服务描述的封闭性进行了证明。另外，从工程化的视角，本论文将基于框架的服务描述语言归结为静态属性、服务模型、运营管理三类视图，并对各个视图的描述内容用结构化元组和OWL本体的形式进行了规范。
（3）针对细粒度的异构制造资源和制造能力按需组合与灵活协作的需求，对关联部署和并发互操作两种“紧”耦合形式的制造资源/能力服务组合的关联关系和组合特性进行了分析，并基于IDEF0规范研究提出了云制造资源/能力服务关联组合及优选模型。在此基础之上，考虑了有限资源/能力约束以及资源/能力的优化配置等因素，研究提出了制造资源/能力服务及实例的优选策略。
（4）针对多中心的分布制造资源和制造能力优化配置和协调管理的需求，综合考虑了资源/能力管理分中心之间的协作代价与任务分配均衡，研究提出了跨中心的云制造资源/能力服务全局优化配置数学模型，设计了基于智能代理的分布式制造资源/能力管理中间件，并对分布式智能代理的任务协商分配和任务远程调度的过程进行了设计。在此基础之上，研究提出了分布式制造资源/能力管理中间件高可靠协调管理的策略。
（5）结合云制造服务平台COSIM-CMP 1.0v的开发以及航天集团企业云制造系统的应用实施，初步实现了论文研究成果的原型软件系统，并在国家863计划项目中取得了良好的应用效果。
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