基于语义网的网络化制造服务匹配研究

基于语义网的网络化制造服务匹配研究

曹锐[1]2003年在《基于语义网的网络化制造服务匹配研究》文中认为网络化制造可以提高企业间的合作效率,降低制造成本,使制造资源得到更充分和合理的利用,因此对于提高企业的新产品开发能力,快速、低成本地制造产品能力等,都具有非常重要的意义。从技术层面出发,网络化制造是一种企业或企业之间以网络作为媒体,协同进行产品加工和制造的新型方式。制造企业通过因特网,从事产品协同加工制造活动,具体包括搜寻或发布产品供求信息、搜索加工任务、寻找产品生产合作伙伴、进行产品的合作加工制造等等,实现企业或企业间的资源共享、优化组合配置、加工制造过程集成以及异地协同制造等。在863/CIMS主题资助的“基于ASP的网络化制造应用集成服务技术与系统”项目支撑下,本论文结合语义网Semantic Web和Web Service技术对网络化制造环境下的制造本体构造和制造服务的智能匹配问题展开研究。主要论述的关键技术和创新研究,包括系统体系结构、网络化制造本体、网络化制造服务语义化描述,以及服务匹配等方面的研究。 首先,总结了网络化制造系统与技术的产生背景、实施的现实意义以及研究现状,从网络化制造协作过程出发,分析了现有制造资源在信息表达和检索存在的不足,并提出一种基于Web Service的企业间网上协作模式。 其次,主要介绍系统体系结构,明确了系统的设计目标,通过分析现有的、基于语义的资源检索系统利弊,提出系统的层次结构模型,明确了系统由数据到语义,再到知识和服务的逻辑关系,在此基础上形成了系统功能模型,并从实现的角度,提出基于J2EE构架的系统结构。 接着,通过总结归纳本体的起源及研究现状,研究面向网络化制造的本体形式化描述。通过基于生命周期的本体建模流程对于构建复杂本体系统,有利于建模方法、步骤和设计标准的全面集成。并且重点研究了网络化制造本体的内部组织结构,将它的组成元素抽象为概念实体、概念属性以及概念间关系叁种类型,进而结合制造系统特点,又分别对它们进行细化设计,通过结合本体的公理性定义,最终形成一个语义关系清晰的网状结构并有效支持推理。为实现制造服务的准确定位,提出了面向网络化制造服务的本体结构,弥补了服务描述在内容和语义信息两方面的不足。通过对单元制造服务和简单复合制造服务的语义结构分解,建立了一个面向网络化制造服务的本体结构,它可以分为六个概念实体部分,包括制造服务、企业、制造任务、约束对象、制造方法和制造对象,然后通过对Web Service服务描述进行基于网络化制造本体的标注,实现服务描述的语义清晰化。 最后,在制造服务的匹配问题方面,构建了基于UDDI的服务匹配与管理系统框架,并且重点对服务的匹配模型及算法进行研究,提出了服务匹配的强、弱定义,通过语义相似度系数可以对服务匹配在语义上进行量化的描述。进一步提出了一个服务分解模型,使服务匹配更趋智能化,对于匹配产生的多服务返回结果问题,通过建立基于平均值的综合评价模型予以解决。

王琦峰[2]2009年在《面向服务的车间制造系统运行模式及支持技术研究》文中提出随着产业链专业分工的不断细化,围绕着特定的制造任务,制造企业在车间制造过程的协作日益频繁,如何从任务协作需求和流程导向的角度对车间资源进行规范化管理和制造任务的优化规划、并提供一种有效的管理运作模式和支持系统是制造企业实现车间制造系统内部、车间制造系统之间在制造过程的协同和优化运行需要解决的重要问题。目前,国内外对制造企业内部的车间制造系统管理、制造执行系统及企业间的动态联盟运作开展了大量的研究,取得了一系列的研究和应用成果,但是,在基于制造服务、制造任务和制造流程有效集成的车间制造系统的运行模式及信息化支持系统的研究则相对较少。本论文结合国家863重点项目面向离散制造的可配置MES产品及行业解决方案(项目编号:2007AA040701),对支持制造服务、制造任务和制造流程有效集成的车间制造系统运行模式、运作技术以及支持系统等内容进行了研究。在分析了车间制造系统运行模式概念和特点的基础上,结合现代制造环境的特点,提出了一种面向服务的、以流程化的制造执行链运作为核心的车间制造系统运行模式,该运行模式包含制造服务封装与发布、制造任务下达与任务规划、制造执行链构建以及制造执行链执行过程监控与绩效评价等四个过程,通过制造资源的服务化管理和流程导向的制造执行链运作以支持车间制造系统内部及车间制造系统之间在制造过程的有效管理和协作。从综合运作技术的层面对面向服务的车间制造系统运行模式的运作技术进行了研究。首先研究了车间制造系统制造资源的服务化建模方法,从支持车间制造资源有效共享和协作的角度建立了制造资源服务化的制造服务概念模型并进行了严格的形式化描述和基于扩展OWL-S的语义化建模实现;其次,针对跨空间的车间制造系统之间围绕着制造任务协作的需求,在分析制造任务规划与分解原则的基础上,提出了一种基于加工对象树的制造任务规划与分解方法,并对分解的任务进行了语义描述;最后,对制造执行链的构建技术进行了研究,具体包括基于AON的制造执行链工作流模型建模、基于制造执行链的制造服务匹配、制造执行链优化模型以及基于OWL-S的制造执行链生成与语义表达技术。在分析了目前制造执行系统在体系结构和功能框架方面不足的基础上,提出了一种面向服务的、支持跨车间制造系统协同运作及支持底层制造装备集成和制造过程知识管理的制造执行系统体系结构和实现方法模型;并对面向服务的制造执行系统建模技术和基于语义网关的制造执行系统集成技术进行了研究。在面向服务的制造执行系统建模技术研究中,以面向服务的系统体系结构为中心,以制造业务为驱动,综合应用IDEF0、BPM业务流程分析方法和UML可视化系统建模方法,通过建立制造执行系统的功能模型、过程模型、组件模型、服务模型和服务交互模型实现了面向服务的制造执行系统建模。在基于语义网关的制造执行系统集成技术的研究中,提出了基于语义网关的系统集成模式,并对集成对象的语义建模和基于共享本体的语义映射技术进行了研究。结合所研究的面向服务的车间制造系统运行模式、运作技术及支持系统的体系结构和功能框架,开发了一套面向服务的车间制造执行系统的原型系统,对该原型系统的功能框架和实施模式进行了分析,最后,结合南方英特空调有限公司的实际需求,进行了系统应用和实施,取得了较好的应用效果。

疏剑[3]2009年在《基于网络化制造的服务匹配技术研究》文中进行了进一步梳理网络化制造是制造企业为应对知识经济和制造全球化的挑战而实施的以快速响应市场需求和提高企业竞争力为主要目的一种先进制造模式,它可以提高企业间的合作效率,降低制造成本,使制造资源得到更充分和合理的利用,因此对于提高企业的新产品开发能力,快速、低成本地制造产品能力等,都具有非常重要的意义。但是要想使分布于Internet上的大量制造服务信息通过Web更自动化地,更智能化地交互,就必须解决目前Web上广泛存在的信息格式的异构性、信息语义的多重性以及信息关系的匮乏和非统一,而将本体的概念和相应技术引入Web服务技术中,将从根本上解决这个问题。本文在介绍了网络化模式的基础上,结合当前的Web Service模型服务发现模型,介绍了本体的描述语言owl及owl-s,提出了领域本体构建流程及初步的网络化制造领域本体构建实例;在此基础上,重点研究了网络化制造的服务描述模型及服务提供者、服务请求者的服务匹配计算模型,给出了实现该匹配模型的框架,最后论文说明了实现该服务匹配平台(中小企业制造资源共享服务平台)的设计。

王成建[4]2014年在《云制造环境下资源服务匹配研究》文中提出云制造是面向服务的网络化制造新模式,通过融合云计算、物联网等相关的高新信息技术,以“制造即服务”为理念,将各类制造资源和制造能力虚拟化封装,服务化描述,实现资源合理共享配置和高效利用,为平台用户提供规范的、统一的和智能化的经营和管理。通过采用云制造技术能够实现跨企业、跨行业、跨区域的合作,企业可以快速响应动态市场,适应全球化的竞争和挑战。然而由于制造资源的多样性、复杂性、分散性和区域性等特点,在用户使用云制造资源服务的过程当中,如何从云制造平台中快速准确的找到所需的资源服务,将用户个性化需求与种类繁多的制造资源进行智能化的匹配成为云制造平台实现的关键技术之一。在分析资源服务匹配研究现状和企业现实需求基础上,对云制造环境下资源服务匹配问题进行了深入研究。首先,介绍了云制造基本概念和资源服务匹配的国内外研究现状,对云制造的基本理论和框架进行了阐述,研究了资源服务匹配的框架和云制造平台中的用户关系。其次,针对云制造环境下制造资源具有多样性、动态性和复杂性,构建制造资源的分类模型;通过对资源服务描述信息进行分类,建立了包含基本信息、功能信息和约束信息等的信息模型;基于本体理论和语义描述语言OWL-S,建立云制造资源服务本体,通过云制造资源服务形式化描述,实现云制造资源服务统一描述,为资源服务的匹配提供信息支撑。再次,将制造资源信息描述分为概念词、句子和数值参量叁种类型,针对制造资源信息参数多样性的问题,并根据描述信息的不同,提出相应的相似度算法。最后,在制造资源本体建模和形式化描述的基础上,提出一种包括基本信息匹配、功能匹配、约束匹配和综合匹配四个层次的匹配流程和匹配算法,并详细阐述了每个层次的匹配,同时计算各个层次间的相似度,提高匹配结果的准确性。并通过一个实例验证该算法。

李山亭[5]2008年在《基于语义的网络化制造资源智能检索技术研究》文中认为网络化制造可以使企业间的合作效率更高、成本更低,资源得到更充分和合理的利用,因此,对于提高企业的新产品开发能力,快速、低成本地制造产品能力等都具有非常重要的意义。然而网络化信息表现形式多样,结构化程度低,不是机器可理解格式,获取困难;而传统搜索引擎,只针对关键字匹配,不具有语义,影响了查全率和查准率。因而网络化制造资源的智能获取和查询,成为制约网络化制造技术发展的一个瓶颈问题。在这样的背景下,我们结合语义网技术对网络化制造环境下的制造资源获取、本体建模、语义标注、智能检索、语义查询前端等问题展开研究,实现了一个原型系统MRISS。首先,本文对国内外网络化制造资源智能检索相关技术的研究现状进行了分析,提出了MRISS的系统总体结构和四层系统层次模型。其次,本文建立了面向网络化制造资源的本体结构,采用OWL建模语言,使用概念、概念属性以及概念间关系,通过概念蕴涵、属性关联、相互约束以及公理定义等方法,形成复杂的网状结构,成为系统在语义和推理上的底层支撑。随后,本文在分析当前网络化信息获取方式的基础上,提出定制Spider的方案。并在开源Spider Heritrix的基础上进行定制和扩展,实现了针对目标网站进行抓取的聚焦Spider。并根据网页信息分布特点,完成半自动化标注工作。最后,本文针对当前制造资源检索方法存在的问题,提出多层次智能检索模型和智能检索模块的总体结构。运用Jena工具包,设计和实现多层次智能检索,设计了界面友好的图示化语义查询前端。并设计了查询树这一数据结构用来连接用户输入和SPARQL语义查询语言,且研究了查询树和SPARQL的转换算法。最后通过运行实例验证了系统的功能。

王正成[6]2009年在《网络化制造资源集成平台若干关键技术研究与应用》文中研究说明基于网络信息技术实现企业间制造资源的有效集成和优化配置,从而在生产经营活动中集成广域优势资源,快速响应市场需求变化,对于制造企业赢得市场竞争具有重要的意义。本文主要结合国家863课题对网络化制造资源集成平台若干关键技术问题进行了较为深入的研究和探讨,主要包括集成平台的体系结构与运行模式、资源建模与封装技术、资源检索与匹配技术、资源评价与服务链构建技术和集成平台系统开发等。在第一章,回顾了先进制造技术与管理模式的发展,阐明了网络化制造产生的原因。分析了目前国内外网络化制造资源管理中相关问题的研究现状和存在的不足,阐述了研究的必要性,提出了本文研究的方向,给出了本文的主要研究内容和论文的结构。为更加深入分析和描述网络化制造资源集成的本质特征。第二章首先对网络化制造资源特点和集成平台的特性进行分析。提出了基于J2EE/WebService的平台体系结构与功能模型。在运行方法方面提出了基于资源服务提供商的平台运作模式与机制,在安全方面提出了基于任务和角色的平台访问控制模型。为了解决网络化制造资源无歧义统一描述和即插即用问题,第叁章首先对网络化制造资源建模进行需求分析。在此基础上从资源分类、资源逻辑层次和形式化定义等角度对制造资源进行完整全面的描述。在资源对象层提出了基于UML的网络化制造资源总体模型;在资源对象语义层提出了基于OWL的网络化制造资源语义模型;在资源对象数据层提出了基于XML的网络化制造资源数据模型。针对集成平台对资源服务即插即用性要求,研究了资源封装技术,提出了基于WSFR的资源封装方案。为了解决快速有效地检索出满足制造任务的QoS约束和需求的资源服务问题,第四章首先对制造任务模型、约束定义和制造任务的分解策略等关键问题进行了研究。提出了基于综合语义的候选资源服务检索与匹配算法,该算法综合了类型匹配、语义匹配、输入输出参数匹配和QoS约束匹配等信息,实现了多角度多层次基于语义的资源服务检索目标。为解决多目标约束的网络化制造资源选择评价和服务链的构建问题,第五章提出了网络化制造资源服务选择评价指标与基于模糊层次分析的评价算法,研究了网络化制造资源服务的选择与实现过程,提出了基于网络拍卖的制造任务分配流程与机制。研究了基于改进蚁群算法的网络化制造资源服务链的构建算法,并分别给出了基于时间、成本和时间成本综合的资源服务链构建算例。在以上研究成果的基础上,作者开发了网络化制造资源集成平台系统。该系统初步实现了资源管理、任务管理、资源发现、资源评价、资源链构建、平台管理、商务中心和站点导航等子系统,从而验证了论文中所构建理论的有效性。第七章对全文进行了总结,对今后的研究进行了展望。

朱海燕[7]2004年在《Web服务在基于语义的网络化制造系统中的应用及其匹配技术研究》文中指出Web Service是封装成单个实体并发布到网络上以供其它程序使用的功能集合,是新一代的部署在网络上的对象组件。它能够统一封装各种信息、行为、数据表现以及业务逻辑流程,而无需考虑应用所在的环境是使用何种系统和设备。通过使用Web Service,企业能够以前所不能的方式通过抽象和组合,将自身的电子业务模块化和组件化。 本文从网络化制造协作过程出发,提出一种基于Web Service的企业间网上协作模式。在网络化制造中引入Web Service技术,可以将一个制造企业的部分核心竞争力或者是核心资源进行组件化后发布,能够方便地在不同企业之间得到共享。本文详细介绍了Web Service的构架及其相关技术规范,并使之应用于网络化制造系统中。 Web Service的中心思想是围绕服务的发布(Publish)、查找(Find)和绑定(Bind)展开。因此Web Service的查找是整个Web Service生命周期中非常关键的环节。为实现Web服务的准确定位,本文提出面向网络化制造服务的本体结构,通过对服务类型、服务对象和服务发生时间的描述,使服务能力的语义清晰化,弥补了服务描述在内容和语义信息两方面的缺陷,有力地支持了服务的准确定位,并建立了基于UDDI的服务匹配与管理系统框架。对服务的匹配模型及算法进行研究,提出服务匹配的强、弱定义,通过语义相似度系数可以对服务匹配在语义贴切度上进行量化的描述,进而提出一个服务分解模型,使服务匹配更趋智能化,对于匹配产生的多服务返回结果问题,通过建立基于标准分的综合评价模型得以解决。

谭伟, 范玉顺[8]2005年在《网络化制造环境下服务匹配与合成问题研究》文中进行了进一步梳理针对网络化制造环境下制造服务的集成需要,提出了基于语义的制造服务匹配、合成及运行框架。该框架关注网络化制造过程的建模、运行、监控和改进等问题,指出服务的匹配与合成算法是网络化制造服务集成运行框架的关键问题。给出了制造服务的形式化定义,基于语义信息,从功能、输入输出参数及服务质量等方面综合考虑,建立了完整的匹配算法框架。通过建立服务合成的最短路径模型解决服务合成的优化问题。给出了服务匹配与合成算法的应用示例,并提出了进一步的研究方向。

李雨峰[9]2009年在《基于网络化制造的服务发现技术研究》文中指出随着Internet在制造领域应用的实施,网络化制造作为一种先进的生产方式对制造业的发展产生了不可估量的影响。通过构建网络化平台,将制造资源进行整合与共享,从而实现网络协同设计、网络协同制造、大批量定制等先进的制造和管理理念和模式,大大提高了生产力。遗憾的是现有的网络协同人工参与的程度还是很高,想要让计算机自动发现并组合出符合需求的制造服务还很难,原因和原有的服务描述是根据关键字描述,并且服务描述也没有统一标准。服务的发布者在发布服务的时候随意性很大,从而导致相同的服务,服务描述不一,不同的服务,服务描述相似,进而导致服务发现的难度增大。但随着语义web和本体论的发展,学术界和工业界在用本体来描述服务产生共识,也取得了大量的研究成果。本文在分析前人研究的基础上,通过介绍了网络化制造、web服务、语义web和本体的基本概念,分析了他们之间的关系;重点阐述了网络化制造服务描述和发现技术,通过对服务发现核心技术的研究,在OWL-S/UDDI匹配模型的基础上,提出概念相似度改进模型;并给出实现。

邓理达[10]2012年在《基于语义网关的制造服务集成共性技术及实现》文中研究表明网络化制造可以提高企业间的合作效率,降低制造成本,使制造资源得到更充分和合理的利用,因此对于提高企业的新产品开发能力,快速、低成本地制造产品,网络化制造都具有非常重要的意义。网络化制造是一种企业或企业之间以网络作为基础,协同进行产品加工和制造的新型方式。制造企业通过因特网,从事产品协同加工制造活动,具体包括搜寻或发布产品供求信息、搜索加工任务、寻找产品生产合作伙伴、进行产品的合作加工制造等,从而实现企业或企业间的资源共享、优化组合配置、加工制造过程集成以及异地协同制造。目前不同企业的资源一般都以制造服务的方式通过网络提供,而通常的网络化制造过程需要根据企业的实际需求将一系列制造服务进行集成,从而实现企业的最终目标。因此论文以制造服务集成为对象,在语义网关技术的支持下,研究制造服务集成的共性技术,包括制造服务的定义与描述,制造服务的发现和匹配,制造服务的组合和评价等共性问题。首先,总结了网络化制造产生背景以及研究现状,讨论了现有制造服务集成的方法和模式,以及语义网的研究现状。从网络化制造过程出发,分析了现有制造资源和服务在信息表达和检索方面存在的不足,并且对制造服务集成的支撑技术,语义Web服务等技术展开了研究。然后,对制造服务进行了分类并做出形式化的定义,为服务语义集成提供了基础。同时,在课题组研究的语义网关技术的基础上,提出了一种基于语义网关的制造服务封装方法和一种基于语义网关的制造服务集成框架。再次,研究了制造服务的发现和匹配技术,构建了一种基于语义叁级服务匹配模型,并重点对服务的匹配模型及算法进行研究,通过语义相似度系数对服务匹配在语义上进行量化的描述,通过研究语义描述和映射标准,实现了基于配置的匹配;研究了制造服务的组合算法,以及服务组合方案向BPEL转换的方法和服务驱动机制,并且通过对组合服务的质量参数规范化和加权,建立了网络化制造服务组合评价模型。最后,对全文进行了总结,并对今后的研究进行了展望。

参考文献:

[1]. 基于语义网的网络化制造服务匹配研究[D]. 曹锐. 浙江大学. 2003

[2]. 面向服务的车间制造系统运行模式及支持技术研究[D]. 王琦峰. 重庆大学. 2009

[3]. 基于网络化制造的服务匹配技术研究[D]. 疏剑. 贵州大学. 2009

[4]. 云制造环境下资源服务匹配研究[D]. 王成建. 南昌大学. 2014

[5]. 基于语义的网络化制造资源智能检索技术研究[D]. 李山亭. 浙江大学. 2008

[6]. 网络化制造资源集成平台若干关键技术研究与应用[D]. 王正成. 浙江大学. 2009

[7]. Web服务在基于语义的网络化制造系统中的应用及其匹配技术研究[D]. 朱海燕. 浙江大学. 2004

[8]. 网络化制造环境下服务匹配与合成问题研究[J]. 谭伟, 范玉顺. 计算机集成制造系统. 2005

[9]. 基于网络化制造的服务发现技术研究[D]. 李雨峰. 贵州大学. 2009

[10]. 基于语义网关的制造服务集成共性技术及实现[D]. 邓理达. 重庆大学. 2012

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

基于语义网的网络化制造服务匹配研究
下载Doc文档

猜你喜欢