一種面向云制造的多層次資源模型及其構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種面向云制造的多層次資源模型，還涉及一種面向云制造的多層次 資源模型的構(gòu)建方法，屬于云制造資源建模技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 制造資源是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)活動所必需的物質(zhì)因素，同時作為云制造系統(tǒng)中的基本 構(gòu)成元素，是資源信息管理、資源調(diào)度以及信息共享的基礎(chǔ)。因此，制造資源信息描述是否 科學(xué)準(zhǔn)確，直接關(guān)系著制造資源信息管理的難易程度和資源調(diào)度配置的效率。隨著科學(xué)技 術(shù)的快速發(fā)展，與傳統(tǒng)的制造模式相比，制造資源的內(nèi)容和含義有了極大的發(fā)展，范圍也進(jìn) 一步擴(kuò)大，已從傳統(tǒng)的企業(yè)內(nèi)部甚至部門內(nèi)部的加工資源，擴(kuò)展到企業(yè)外部的附屬資源。企 業(yè)通過云制造技術(shù)，可以實現(xiàn)不同企業(yè)、行業(yè)、甚至不同區(qū)域資源的共享和高效利用，從而 使其在全球化市場中具有一定的競爭力。
[0003] 在云制造環(huán)境下，制造資源本身所具有的多樣性、復(fù)雜性和異構(gòu)性等特點(diǎn)，從而使 得對資源的定義也多樣各異，一定程度上造成了云制造資源間的匹配與信息共享的困難。 同時現(xiàn)有的資源描述方式缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，資源發(fā)現(xiàn)匹配機(jī)制不全面，資源利用率低， 缺乏對外部環(huán)境變化的適應(yīng)能力等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種面向云制造的多層次資源模 型，解決現(xiàn)有技術(shù)中云制造資源間匹配與信息共享困難、資源利用率低、缺乏對外部環(huán)境變 化的適應(yīng)能力的技術(shù)問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種面向云制造的多層次資 源模型，包括物理資源層、虛擬資源層、制造資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型層、制造資源功能以及應(yīng)用 信息模型層和云終端用戶層；
[0006] 所述物理資源層與虛擬資源層通過標(biāo)準(zhǔn)虛擬封裝技術(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)化連接；
[0007] 所述虛擬資源層與制造資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型層通過映射關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將資源的基 本信息耦合在一起；
[0008] 所述制造資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型層和制造資源功能以及應(yīng)用信息模型層通過映射關(guān) 系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使得資源與其功能特點(diǎn)一一對應(yīng)聯(lián)系；
[0009] 所述云終端用戶層，通過資源訪問接口實現(xiàn)資源服務(wù)信息與云端用戶需求間的聯(lián) 系，并通過Internet/Intranet/Extranet實現(xiàn)資源共享。
[0010] 所述物理資源層描述的是異構(gòu)制造資源的分類模型，分類模型采用線分類法構(gòu) 建，根據(jù)云制造系統(tǒng)中的制造云凝結(jié)體系以及各資源的公有屬性，將制造資源分為軟制造 資源、硬制造資源、服務(wù)資源、制造能力以及其他資源五大類。
[0011] 所述制造資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型層描述的是制造資源基本描述信息模型，針對制造資 源特點(diǎn)將其抽象概括為基本信息、功能信息、約束信息、狀態(tài)信息和制造能力信息。
[0012] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種面向云制造的多層次資源模型的構(gòu)建方法，包括 如下步驟：
[0013] 步驟一：構(gòu)建制造資源本體：根據(jù)云制造資源領(lǐng)域信息及范圍構(gòu)建制造資源本 體；
[0014] 步驟二：構(gòu)建物理資源層：對制造資源進(jìn)行分類，并對各類制造資源進(jìn)行資源擴(kuò) 展；采用云制造接入技術(shù)將物理資源融入到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，同時將其加入到云制造系統(tǒng)中；
[0015] 步驟三：構(gòu)建虛擬資源層：對分類資源的信息抽象提取，通過云制造標(biāo)準(zhǔn)化虛擬 封裝技術(shù)實現(xiàn)物理資源層接入資源的虛擬化封裝，并進(jìn)行轉(zhuǎn)化連接建立一一對應(yīng)關(guān)系，然 后將轉(zhuǎn)化的虛擬資源信息發(fā)布到云制造系統(tǒng)平臺；
[0016] 步驟四：建立制造資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型層：根據(jù)制造資源各自的特點(diǎn)，對虛擬資源 進(jìn)行數(shù)據(jù)信息描述，對實體制造資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，建立制造資源信息模型，并進(jìn)行 制造資源信息擴(kuò)展，由此建立制造資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型層；同時該模型層向云制造平臺提供 數(shù)據(jù)訪問接口，通過數(shù)據(jù)訪問接口連接到Internet/Intranet/Extranet ;
[0017] 步驟五：建立制造資源功能以及應(yīng)用信息模型層：根據(jù)步驟四建立的制造資源信 息模型，建立資源信息映射關(guān)系機(jī)制，提供資源的功能服務(wù)基本信息以及資源應(yīng)用工具；
[0018] 步驟六：建立云終端用戶層：根據(jù)用戶資源服務(wù)需求方信息，通過資源訪問接口 實現(xiàn)資源服務(wù)信息與云終端用戶需求間的關(guān)聯(lián)，并通過Internet/Intranet/Extranet實 現(xiàn)資源共享。
[0019] 步驟二所述"構(gòu)建物理資源層"的具體步驟如下：
[0020] 根據(jù)制造資源的不同類型及公有屬性特點(diǎn)，從面向服務(wù)和云制造服務(wù)提供方角 度，將制造資源分為軟制造資源、硬制造資源、服務(wù)資源、制造能力以及其他資源五大類，五 類資源采用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的語義描述，并對各分類資源進(jìn)行資源擴(kuò)展；由PC、物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式云 終端結(jié)合云制造接入技術(shù)將物理資源融入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，同時將其加入到云制造系統(tǒng)中。
[0021] 步驟四中"對虛擬資源進(jìn)行數(shù)據(jù)信息描述"時，描述信息抽象概括為：基本信息、功 能信息、約束信息、狀態(tài)信息和制造能力信息。
[0022] 步驟一所述"構(gòu)建制造資源本體"的方法具體如下：
[0023] 步驟01):分析確定云制造資源領(lǐng)域信息及范圍；
[0024] 步驟02):建立制造資源本體框架，并判斷是否與已有制造資源本體重用；若是， 則跳轉(zhuǎn)至步驟05);否則，進(jìn)入下一步；
[0025] 步驟03):抽象制造資源的概念，實例化，形式化；
[0026] 步驟04):定義制造資源的分類、屬性、約束以及層次關(guān)系；
[0027] 步驟05):制造資源本體檢驗；若滿足，則進(jìn)行下一步；若否，則進(jìn)行修改完善，返 回步驟03);
[0028] 步驟07):構(gòu)建云制造資源本體模型：若出現(xiàn)新信息技術(shù)，進(jìn)行云制造資源領(lǐng)域信 息及范圍擴(kuò)充，返回步驟01);否則，進(jìn)入下一步；
[0029] 步驟08):云制造資源本體模型的應(yīng)用、維護(hù)和共享。
[0030] 步驟03)所述的形式化是采用本體語義以及物元描述原則對資源模型進(jìn)行形式 化描述，描述方式采用三元組形式為CloudMRes = (Dr，CR，Nr)，三元組（Dr，C R，Nr)中DrXi^P Nr分別表示描述對象定義為D R，描述內(nèi)容為Cr以及所描述對象D R的內(nèi)容C R所對應(yīng)的屬性 值nr。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：面向云制造的多層次資源模型的 各層相互關(guān)聯(lián)成為一個整體，保證了制造資源的性能指標(biāo)和狀態(tài)信息的完備性和一致性， 實現(xiàn)了資源實時的信息反映與傳遞；資源模型框架很好的適應(yīng)云制造資源繁多、異構(gòu)和復(fù) 雜的特性，保證了資源制造信息獲取和描述的穩(wěn)定性，提高了制造資源的實時監(jiān)控、操作以 及數(shù)據(jù)更新的效率。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明的面向云制造的多層次資源模型框架圖。
[0033] 圖2為本發(fā)明的面向云制造的制造資源分類模型圖。
[0034] 圖3為本發(fā)明的面向云制造的制造資源信息模型圖。
[0035] 圖4為本發(fā)明的面向云制造的制造資源本體的構(gòu)建流程圖。
[0036] 圖5為本發(fā)明的面向云制造的制造資源本體模型圖。
[0037] 圖6為本發(fā)明的Prot6g6中模型實體的搭建圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0039] 本發(fā)明涉及一種面向云制造的多層次資源模型，該模型主要面向云制造資源種類 繁多，異構(gòu)復(fù)雜的特性角度，通過構(gòu)建制造資源的物理資源層并抽象虛擬封裝成虛擬資源 信息，通過提供的數(shù)據(jù)訪問接口及映射關(guān)系將資源與對應(yīng)的功能服務(wù)相關(guān)聯(lián)。利用PC，云終 端技術(shù)等來響應(yīng)來自外界的資源服務(wù)請求，以此用來對外提供制造資源服務(wù)，實現(xiàn)了制造 資源服務(wù)化。
[0040] 如圖1所示，面向云制造的多層次資源模型，包括物理資源層、虛擬資源層、制造