制造网格的体系结构及其资源管理技术

网格的本质特征是资源的共享和协作。随着网格技术在科学和计算领域应用的日益深入以及相关研究的逐步成熟，网格应用已经扩展到科学研究、商业和工业领域的方方面面。由于网格技术提供的支持与网络化制造系统的需求之间存在着极强的吻合特性，将网格技术作为网络化制造的关键核心使能技术，构建支持制造企业协同的制造网格系统，具有重要的理论价值和现实意义。本论文主要研究了制造网格系统的体系结构及其资源管理技术。 制造资源和制造网格系统的复杂特性对其体系结构的构建提出了要求。本文从制造网格的需求和特征两个方面进行分析，建立了制造网格系统的体系结构，指出制造资源是制造网格系统中最重要的元素，制造网格系统中资源管理的研究是最关键的核心内容之一。 建立制造资源的统一的模型是进行资源管理的基础，也是进行资源检索与优化调度的前提。本文首先分析了制造网格中资源的特点并对其进行分类，在此基础上建立了制造资源的信息模型、数据模型、结构模型和信息管理模型及命名模型，这些模型分别从不同的角度应用各种建模方法对制造资源进行完整建模和统一描述，为制造网格中制造资源的统一管理和优化配置提供了依据。 资源检索和优化配置方法是获得所需共享资源的关键所在。本文提出了一种适合制造网格系统的层次检索方法，该方法通过对资源进行分组和聚类来提高资源检索的效率，并应用遗传算法对制造资源进行优化组合，经分析该层次检索方法具有正确性、高效性和实用性。同时，与网格中的其它资源检索方法相比，该方法具有较低的时间复杂度和空间复杂度，适用于资源复杂多样的制造网格系统。 研究了制造网格中的资源调度策略，建立了资源管理和调度模型。将资源和任务以及任务执行结果用统一的方法进行封装和描述，是进行资源调度的前提。本文探讨了将制造资源封装成制造服务以及对服务资源的状态和任务特性进行描述的方法。同时，对资源选择和调度过程中可能产生的资源冲突问题进行了探讨，并提出了一种网格环境下设备资源的冲突解决方法。 在上述研究的基础上，开发了一个制造网格资源管理系统原型，本文的最后介绍了该原型系统的实现环境及实现方法，并验证了本文提出的资源管理和优化配置算法。