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單機(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法

文檔序號(hào):6519471閱讀:188來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:?jiǎn)螜C(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的制造網(wǎng)格構(gòu)建技術(shù),具體地講是一種單機(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)
在把原材料變成市場(chǎng)所需要的產(chǎn)品的過(guò)程中,所需要采用的一系列的技術(shù),總稱為制造技術(shù)。制造技術(shù)所應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)范圍就是制造業(yè),其范圍相當(dāng)廣闊,涉及機(jī)械、信息、電子、材料、化工、光科學(xué)、生物工程等眾多領(lǐng)域,它不僅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全的物質(zhì)主體和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),也是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī),還是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。在我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化戰(zhàn)略的關(guān)鍵歷史時(shí)期中,制造業(yè)扮演著重要的角色。
在20世紀(jì)90年代,傳統(tǒng)的制造技術(shù)與以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合,形成了先進(jìn)制造技術(shù)(AdvancedManufacturing Technology,AMT)。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸納現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理方法等領(lǐng)域的研究成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品制造的全部過(guò)程,包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)乃至回收等多個(gè)環(huán)節(jié),以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。隨著信息技術(shù)、管理技術(shù)以及制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)將對(duì)傳統(tǒng)的制造業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,為傳統(tǒng)的制造技術(shù)帶來(lái)深刻的、革命性的變化。
而伴隨著新世紀(jì)的到來(lái),制造業(yè)正面臨著以網(wǎng)絡(luò)化、知識(shí)化、服務(wù)化以及復(fù)雜化的巨大挑戰(zhàn),為了幫助制造業(yè)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、清潔、低耗和靈活的生產(chǎn)目標(biāo),提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。在應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的過(guò)程中,人們經(jīng)常需要投入大量的計(jì)算資源,以滿足智能制造系統(tǒng)的需要,從而導(dǎo)致了生產(chǎn)成本大幅度上升,使得系統(tǒng)的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。針對(duì)這一應(yīng)用需求,在先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域,人們提出將制造過(guò)程中產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的設(shè)計(jì)資源、制造資源、各種流程和知識(shí)等信息通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)集成起來(lái),整合成一個(gè)無(wú)縫的、集成的協(xié)同制造環(huán)境,匯聚成一種標(biāo)準(zhǔn)化的制造能力,以實(shí)現(xiàn)制造資源共享及管理,構(gòu)成制造資源服務(wù)的集成平臺(tái),形成一個(gè)支持現(xiàn)代制造系統(tǒng)及企業(yè)群體協(xié)同運(yùn)作和管理發(fā)展的基礎(chǔ)平臺(tái)和支撐環(huán)境,并稱之為制造網(wǎng)格。
制造網(wǎng)格的目標(biāo)在于通過(guò)集成產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的各種制造相關(guān)資源,克服空間上的距離給不同企業(yè)間的協(xié)同帶來(lái)的障礙,在最大程度上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、信息、技術(shù)資源的共享,以及協(xié)同制造過(guò)程中物流、信息流、價(jià)值流的優(yōu)化運(yùn)行,提供一種能在由動(dòng)態(tài)變化的多個(gè)部門(mén)、多個(gè)團(tuán)體組成的復(fù)雜虛擬組織內(nèi)協(xié)調(diào)資源共享與協(xié)同解決問(wèn)題的能力,為實(shí)現(xiàn)敏捷制造和虛擬企業(yè)的運(yùn)作提供支持,從而形成具有數(shù)字化、柔性化、敏捷化等基本特征的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的協(xié)同企業(yè),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)管理方式的全面提高,以較低的成本、較短的開(kāi)發(fā)周期,制造出符合市場(chǎng)需求的高質(zhì)量產(chǎn)品。
實(shí)驗(yàn)是制造網(wǎng)格研究中的重要一環(huán)。目前對(duì)制造網(wǎng)格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究主要有兩類(lèi)方法一是構(gòu)筑一個(gè)真實(shí)的制造網(wǎng)格原型系統(tǒng),二是使用網(wǎng)格模擬器。
第一類(lèi)實(shí)驗(yàn)研究方法通過(guò)構(gòu)筑一個(gè)小型的、專用的、真實(shí)的制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行制造網(wǎng)格的實(shí)驗(yàn)研究。這種實(shí)驗(yàn)研究方法不僅需要大量的資金和設(shè)備以搭建眾多的制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn),而且需要眾多人員的協(xié)同工作。因此,其生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、準(zhǔn)備周期很長(zhǎng)、運(yùn)行成本和代價(jià)很高,維護(hù)非常困難,一般情況下是很不合算的。
而第二種研究方法則是利用網(wǎng)格模擬器,以便幫助研究者通過(guò)網(wǎng)格模擬器所模擬出來(lái)的仿真網(wǎng)格環(huán)境,對(duì)制造網(wǎng)格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。顯然,與第一種方法相比,這種實(shí)驗(yàn)方法能夠在單機(jī)或者小型局域網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行,因而具有成本低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
目前市場(chǎng)上存在的網(wǎng)格模擬器有日本東京技術(shù)學(xué)院開(kāi)發(fā)的Bricks、IBM公司的GridNet、美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校并行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)小組開(kāi)發(fā)的Micro-Grid、澳大利亞墨爾本大學(xué)開(kāi)發(fā)的GridSim等。但由于研究和設(shè)計(jì)制造網(wǎng)格系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它需要考慮諸如資源的異構(gòu)性、資源的管理和調(diào)度、系統(tǒng)的綜合性能、安全性、容錯(cuò)能力、可擴(kuò)展性以及自適應(yīng)能力等在內(nèi)的眾多問(wèn)題。因此目前所有這些網(wǎng)格模擬器都只能對(duì)制造網(wǎng)格系統(tǒng)中某一類(lèi)具體的、特定的問(wèn)題進(jìn)行仿真研究(例如基于計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的資源調(diào)度問(wèn)題),而且還存在著產(chǎn)品本身技術(shù)不成熟、仿真模擬結(jié)果的可信度不高、實(shí)驗(yàn)成果不能直接遷移等眾多問(wèn)題,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的效果大打折扣,實(shí)用性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠在單臺(tái)普通個(gè)人計(jì)算機(jī)的環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)單機(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法,以克服上述的不足。
為實(shí)現(xiàn)這一目的,本發(fā)明的特點(diǎn)是在普通單臺(tái)計(jì)算機(jī)上利用虛擬機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)制造網(wǎng)格中各個(gè)資源結(jié)點(diǎn)的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬,并在所有由虛擬設(shè)備組成的制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)上安裝相關(guān)的制造網(wǎng)格中間件軟件,利用虛擬網(wǎng)卡和虛擬交換機(jī)將所有這些制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)連接起來(lái),從而得到一個(gè)真實(shí)的制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
與目前的各種制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建方法相比,本發(fā)明兼有當(dāng)今各類(lèi)實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)勢(shì),它操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)施、成本低廉、使用方便、所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)、可信度很高,所構(gòu)建的網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有高度的穩(wěn)定性和系統(tǒng)可靠性,易于維護(hù)和管理,并能迅速地將其遷移到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中。它不僅能解決現(xiàn)有的制造網(wǎng)格的實(shí)驗(yàn)研究難題,而且能加快實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的迅速轉(zhuǎn)化。


附圖為本發(fā)明的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述,但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
本發(fā)明具體構(gòu)建步驟如下①準(zhǔn)備一臺(tái)具有較高性能的計(jì)算機(jī)。
②在該計(jì)算機(jī)上安裝虛擬機(jī)軟件。
③根據(jù)制造原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)要求,在虛擬機(jī)軟件上制作若干臺(tái)帶網(wǎng)卡的虛擬計(jì)算機(jī),作為制造原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的資源結(jié)點(diǎn)。
④如果所要求的制造網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)不是計(jì)算機(jī),則可以通過(guò)在虛擬計(jì)算機(jī)上安裝相關(guān)的仿真工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。
⑤在所有制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)上安裝相關(guān)的制造網(wǎng)格中間件軟件。
⑥組建虛擬交換機(jī),將所有制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)(即虛擬計(jì)算機(jī))連接起來(lái),完成在單機(jī)環(huán)境中制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建。
⑦運(yùn)行制造網(wǎng)格應(yīng)用程序,檢測(cè)制造網(wǎng)格能否正常運(yùn)作。
⑧在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,可以利用虛擬機(jī)性能檢測(cè)管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中各個(gè)資源結(jié)點(diǎn)的監(jiān)控和管理,并能實(shí)時(shí)得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
⑨當(dāng)實(shí)驗(yàn)成功,需要將其遷移到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中時(shí),不需要在真實(shí)的網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)中重新進(jìn)行相關(guān)的配置和安裝工作,只需要利用物理網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)工具將虛擬結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)直接復(fù)制到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中的相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上即可迅速地完成遷移工作。
實(shí)施例構(gòu)建一個(gè)由5臺(tái)計(jì)算機(jī)和2臺(tái)嵌入式設(shè)備組成的制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)施步驟如下①準(zhǔn)備一臺(tái)具有較高性能的個(gè)人計(jì)算機(jī)其CPU為Intel公司的Pentium4520J,內(nèi)存為1024M,硬盤(pán)為160G,所選用的操作系統(tǒng)為MicrosoftWindows Server 2003。
②在這臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)上安裝VMware公司生產(chǎn)的虛擬機(jī)軟件VMware GSXServer 3.1。
③啟動(dòng)VMware GSX Server 3.1軟件,在其上制作7臺(tái)帶網(wǎng)卡的虛擬計(jì)算機(jī),并在其中的兩臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)上安裝嵌入式設(shè)備仿真器,這樣,每臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)都是制造原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的一個(gè)資源結(jié)點(diǎn)。
④在每個(gè)制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)上都安裝制造網(wǎng)格中間件Globus Toolkit。
⑤所有虛擬計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接模式都設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)譯模式。
⑥由于這里所選用的虛擬機(jī)軟件VMware GSX Server 3.1在安裝時(shí)就已經(jīng)自動(dòng)配置了虛擬交換機(jī),所以一般情況下不需要做更多的配置即可實(shí)現(xiàn)將所有制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)(即虛擬計(jì)算機(jī))的互聯(lián)。
⑦通過(guò)運(yùn)行典型的制造網(wǎng)格應(yīng)用程序,檢測(cè)所構(gòu)建的制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能否正常運(yùn)作。
⑧在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,可以利用VMware GSX Server 3.1專用的虛擬機(jī)性能檢測(cè)管理軟件VMware Virtual Center實(shí)現(xiàn)對(duì)制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中各個(gè)資源結(jié)點(diǎn)的監(jiān)控和管理,并能實(shí)時(shí)得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
⑨當(dāng)實(shí)驗(yàn)成功,需要將其遷移到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中時(shí),不需要在真實(shí)的網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)中重新進(jìn)行相關(guān)的配置和安裝工作,只需要利用物理網(wǎng)絡(luò)和Symantec公司的Norton Ghost等工具即可實(shí)現(xiàn)將單機(jī)制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的資源結(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)直接復(fù)制到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中的相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上,迅速地完成遷移工作(一般每個(gè)結(jié)點(diǎn)為10-15分鐘)。
本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容,屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種單機(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法,其特征在于在普通單臺(tái)計(jì)算機(jī)上利用虛擬機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)制造網(wǎng)格中各個(gè)資源結(jié)點(diǎn)的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬,并在所有由虛擬設(shè)備組成的制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)上安裝相關(guān)的制造網(wǎng)格中間件軟件,利用虛擬網(wǎng)卡和虛擬交換機(jī)將所有這些制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)連接起來(lái),從而得到一個(gè)真實(shí)的制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的單機(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法,其特征在于具體過(guò)程如下①準(zhǔn)備一臺(tái)具有較高性能的計(jì)算機(jī)。②在該計(jì)算機(jī)上安裝虛擬機(jī)軟件。③根據(jù)制造原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)要求,在虛擬機(jī)軟件上制作若干臺(tái)帶網(wǎng)卡的虛擬計(jì)算機(jī),作為制造原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的資源結(jié)點(diǎn)。④如果所要求的制造網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)不是計(jì)算機(jī),則可以通過(guò)在虛擬計(jì)算機(jī)上安裝相關(guān)的仿真工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。⑤在所有制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)上安裝相關(guān)的制造網(wǎng)格中間件軟件。⑥組建虛擬交換機(jī),將所有制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)(即虛擬計(jì)算機(jī))連接起來(lái),完成在單機(jī)環(huán)境中制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建。⑦運(yùn)行制造網(wǎng)格應(yīng)用程序,檢測(cè)制造網(wǎng)格能否正常運(yùn)作。⑧在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,可以利用虛擬機(jī)性能檢測(cè)管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中各個(gè)資源結(jié)點(diǎn)的監(jiān)控和管理,并能實(shí)時(shí)得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。⑨當(dāng)實(shí)驗(yàn)成功,需要將其遷移到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中時(shí),不需要在真實(shí)的網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)中重新進(jìn)行相關(guān)的配置和安裝工作,只需要利用物理網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)工具將虛擬結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)直接復(fù)制到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中的相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)上即可迅速地完成遷移工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單機(jī)環(huán)境中構(gòu)建制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方法,其特點(diǎn)是在普通單臺(tái)計(jì)算機(jī)上利用虛擬機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)制造網(wǎng)格中各個(gè)資源結(jié)點(diǎn)的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬,并在所有由虛擬設(shè)備組成的制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)上安裝相關(guān)的制造網(wǎng)格中間件軟件,利用虛擬網(wǎng)卡和虛擬交換機(jī)將所有這些制造網(wǎng)格資源結(jié)點(diǎn)連接起來(lái),從而得到一個(gè)真實(shí)的制造網(wǎng)格原型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。與目前的各種制造網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建方法相比,本發(fā)明兼有當(dāng)今各類(lèi)實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)勢(shì),它操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)施、成本低廉、使用方便、所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)、可信度很高,所構(gòu)建的網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有高度的穩(wěn)定性和系統(tǒng)可靠性,易于維護(hù)和管理,并能迅速地將其遷移到真正的制造網(wǎng)格應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境中。
文檔編號(hào)G06F9/455GK1713150SQ20051001891
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者周祖德, 肖攸安, 劉泉, 李方敏 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)
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