制造網(wǎng)格中制造資源的可靠性管理研究

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1、圭遂盤堂塑±鱟垡逢盎第l章緒論網(wǎng)格技術(shù)是近年來國際上興起的一種重要的信息技術(shù),它的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上的資源共享和協(xié)同工作,消除信息孤島和資源孤島。隨著網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和完善,網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展,制造網(wǎng)格(ManufacturingGrid,MG)就是在分析制造業(yè)行業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,為解決制造業(yè)的實(shí)際需求提出的,是網(wǎng)格技術(shù)在制造業(yè)中的具體應(yīng)用。從本質(zhì)上講,網(wǎng)格是一個(gè)計(jì)算和資源的集成環(huán)境,其中充斥著許多異質(zhì)資源。同樣,制造網(wǎng)格中的技術(shù)資源、信息資源、人力資源和服務(wù)資源等,都是高度自治的、異構(gòu)的、分布式的。為

2、使得制造網(wǎng)格能夠持續(xù)不斷地為用戶提供穩(wěn)定的服務(wù),必須對(duì)這些分散在Internet上的資源進(jìn)行有效管理。制造網(wǎng)格制造資源可靠性管理就是為解決制造網(wǎng)格系統(tǒng)中各種資源的管理問題而提出的。近年來,網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)與WebService標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合使得網(wǎng)格應(yīng)用以服務(wù)形式向非科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域滲透。在網(wǎng)格的應(yīng)用過程中,網(wǎng)格系統(tǒng)的可靠性問題更多地關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的連通性,而缺乏對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各種資源的工作狀態(tài)的監(jiān)控和管理。隨著網(wǎng)格應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的擴(kuò)展,這個(gè)問題越來越舉足輕重。我們?cè)谘芯恐圃炀W(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)的同時(shí),開展制造網(wǎng)格中制造資源可靠性管理的研究,是為

3、了給制造網(wǎng)格系統(tǒng)平臺(tái)的持續(xù)地、穩(wěn)定地、高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。1.1研究背景和來源1.1.1課題研究背景1.1.1.1制造業(yè)背景當(dāng)前,全球制造業(yè)呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì):①生產(chǎn)、經(jīng)營及市場(chǎng)全球化;②顧客需求個(gè)性化、多樣化:⑧產(chǎn)品生命周期縮短、更新?lián)Q代加速;④產(chǎn)品高科技化;⑤市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈化。在這神經(jīng)濟(jì)全球化、全球信息化以及我國加入世界貿(mào)易組織(WTO)的新形勢(shì)下,制造業(yè)信息化勢(shì)在必行。黨的十五屆五中全會(huì)以及十六大明確提出:“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化。發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展,’戰(zhàn)略,同時(shí),科技部提出了“制造業(yè)信息化工程”項(xiàng)目

4、,圍繞制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,整合科技資源,加快信息技術(shù)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的滲透,大力提高我國企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力【11J。在這種時(shí)代背景下,國內(nèi)許多高校和科研機(jī)構(gòu)都開始了網(wǎng)絡(luò)化制造的研究,提出自己的理論體系和平臺(tái)結(jié)構(gòu),用以解決制造業(yè)信息化過程中存在的異地資源共享和協(xié)同工作問題。例如,華中科技大學(xué)楊叔子院士提出了“基于Agent的網(wǎng)絡(luò)化制造”模式和“分布式網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)p’61(DistributedNetworkedManufacturingSystem,DNMS)”。香港理工大學(xué)李榮彬教授和同濟(jì)大學(xué)張曙教授上洛大學(xué)碩士學(xué)位論文聯(lián)合

5、提出了“分散化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)[7,目”。重慶大學(xué)劉飛教授提出了“區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)一?!?RegionalNetworkedManufacturingSystem,RNMS)”。清華大學(xué)吳愛萍博士提出了“網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造[12.141.模式。上海大學(xué)俞濤教授提出了“基于SMVPN的公共技術(shù)及服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)建立及其在快速制造中的應(yīng)用【ls】”。上海交通大學(xué)提出了“上海敏捷制造網(wǎng)絡(luò)集成平臺(tái)[I6。18]J,a在網(wǎng)絡(luò)化制造應(yīng)用研究方面,美國PTC公司在2000年推出了產(chǎn)品協(xié)同商務(wù)(CPC)的Windchill軟件系統(tǒng),旨在為制造業(yè)提

6、供通過Internet和Web技術(shù)在任何地方設(shè)計(jì)產(chǎn)品和任何地方制造產(chǎn)品的解決方案。美國SDRC公司2001年5月推出了名為SDRCTeamCenter?協(xié)同產(chǎn)品管理解決方案。Wisconsin-Milwaukee大學(xué)JayLee教授主持的IMS中心則提供了一種網(wǎng)絡(luò)化制造的試驗(yàn)平臺(tái),它將大量的系統(tǒng)如CRM、ERP、MES、SCM等利用該試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行集成,以獲得高效的執(zhí)行度和接近零停工期的產(chǎn)品。國內(nèi)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化制造的應(yīng)用研究也在不斷深入,如深圳市模具網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)以深圳市生產(chǎn)力促進(jìn)中心為盟主,建立起了面向本地區(qū)、內(nèi)地、香港以及海外

7、等地區(qū)模具客戶的互聯(lián)網(wǎng)信息門戶網(wǎng)站。廣東、重慶、香港、陜西四個(gè)地區(qū)正在聯(lián)合研究開發(fā)粵渝港陜網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)區(qū)域問的網(wǎng)絡(luò)化制造[191。然而,由于沒有開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)做支撐,沒有通用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范做基礎(chǔ),使得網(wǎng)絡(luò)化制造缺乏必要的柔性和開放性,限制了網(wǎng)絡(luò)化制造的集成推廣應(yīng)用,違背了網(wǎng)絡(luò)化制造理念提出的初衷。因此,尋求一種基于國際通用標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)作為網(wǎng)絡(luò)化制造的技術(shù)支持,建立一種規(guī)范化的網(wǎng)絡(luò)化制造平臺(tái),已經(jīng)迫在眉睫,勢(shì)在必行。1.1.1.2網(wǎng)格技術(shù)背景網(wǎng)格是借鑒電力網(wǎng)(PowerGrid)的概念提出來的,是指使用者在任何地方

8、都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)資源的“即插即用”,即只要你能夠接觸到網(wǎng)格,就可以根據(jù)自己的需要,“按需”從網(wǎng)格獲取各種資源與服務(wù),而不必關(guān)心資源與服務(wù)所在的具體位置。自網(wǎng)格概念誕生以來,網(wǎng)格技術(shù)一直初一不斷發(fā)展變化之中,其體系結(jié)構(gòu)也從以“協(xié)議”為中心的五層沙漏結(jié)構(gòu)發(fā)展為以“服務(wù)”為中心的開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)--OGS

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