导　　师： 姚锡凡

学科专业： H0201

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着网络化制造和信息技术的发展，尤其是随着云制造这种先进制造模式对Web服务的深化应用，越来越多企业的资源放到了网上以实现协同共享。这些制造资源种类繁多，远远比纯计算资源要复杂得多，具有异构、异地、不同功能等特征，它们通过公共网络形成一个巨大的制造资源池，用户可以像使用电、自来水等资源一样按需付费使用制造资源。这种基于Web服务的制造模式使得企业内外能形成端到端的制造连接，能帮助企业催生单个部门、单个企业所无法拥有的协同能力，为企业降低投资成本，并能帮助他们只需专注于自身核心业务能力的经营，而把一些业务交给其他一个或多个企业或组织去完成，也即寻求业务流程协同。随着对Web服务的研究和应用的不断深入，越来越多的企业将自己的业务包装成Web服务发布。通过Web服务可以实现不同企业或组织的业务流程协同。Web服务的应用有一些共性的技术，诸如资源的服务化封装、资源服务的组织存储、服务的发现以及优化配置、服务的安全使用等，而且这些技术往往是相互关联的，共同形成一个统一整体，任一环节薄弱都会削弱其应用能力。本文从基于Web服务的制造体系结构出发，以制造业务流程协同为目的，研究制造资源及其服务化封装模型、制造业务服务（简称制造服务）的组织存储，进而研究需求获取与资源发现、以及资源的优化配置。具体研究内容如下：基于Web服务的协同制造系统体系结构。鉴于以往研究过于注重公共服务中心的注册与发布，而对企业端的资源服务重视不够。在传统的基于Web服务架构的基础上，从企业端出发，对企业资源服务的注册以及与外交互给出了实现机制，为企业到企业的资源互通创建了基础。制造资源建模与服务化封装。鉴于制造企业对业务流程的重视，尤其是随着制造自动化要求的逐渐提高，这种趋势与日剧增。基于这种现实应用背景，提出了基于业务流程构建多粒度资源统一模型，进而构建多粒度服务统一模型，给出了多粒度资源构建过程以及服务封装方法，并且构建了流程资源本体和活动本体，为后续资源发现与优化组合提供了条件。制造服务组织。鉴于不同企业所处位置不同，具有一定的地理区域性，结合制造企业所处的经济环境：在倡导区域经济、规模经济、集群经济、产业集群等实际制造背景下，提出基于层级树形网络的资源组织结构和基于地理区域的自适应服务组织结构。前者按地理行政级别进行服务聚集存储，使资源能从企业到更大范围的实现协同共享；后者基于行业分类树并结合一定的地理区域进行服务聚集，首先形成一定地理范围的虚拟资源组织，然后可通过这些区域节点基于P2P实现更广域范围的资源共享。制造资源发现。鉴于用户提出的需求一般很模糊，基于业务流程模板为用户提供可裁剪定制流程、并可对流程上的活动进行约束编辑的业务界面，通过XML文件格式收集用户流程服务需求。具体提出了基于业务流程串的表示方法，以及按业务类别组织业务流程、采用标准的流程模板统一需求，简化了用户的操作和系统的复杂性，也便于信息一致性表达。为了对Web服务实现准确的发现，本论文引入语义Web服务技术，基于业务领域本体和OWL-S对多粒度服务进行标注与封装，借助扩展UDDI对服务进行存储，给出了多粒度资源三阶段匹配方法：即服务的业务功能匹配、业务过程匹配和QoS筛选，其中对业务过程匹配设计了一种业务流程串的流程转化与距离计算的方法，简化了过程匹配。制造服务的优化组合。基于业务流程链，提出了制造服务混合粒度组合模型。在传统QoS描述上，引进物流指标改进QoS描述，并将其应用到服务组合求解模型中。采用遗传算法求解服务混合粒度组合优化问题：基于业务流程序列串编排染色体，并采用整数定长编码染色体，因物流指标产生的服务关系对遗传操作的交叉算子和变异给出了相关解决机制，给出了交叉规则并证明了通过定长染色体能实现在对应位置上的多路径交叉，避免了参数匹配的交叉点的选取复杂性。原型系统开发。对本文的研究内容进行了开发和实例验证。基于JUDDI、MyEclipse等开发环境下，初步设计和实现了Web服务的注册、制造流程任务定制与需求获取、服务发现与匹配、资源组合优化的原型系统。

关 键 词： 业务流程协同 网络组织结构 多粒度制造资源 流程资源本体 活动本体 物流指标 服务组合 遗传算法

分 类 号： [TH166;TP393.09]

领　　域： [机械工程]