[发明专利]面向云制造的制造需求与设备能力归一化建模方法

说明书

一种面向云制造的制造需求与设备能力归一化建模方法，在建立设备制造能力模型和零件制造需求模型的基础上，引入特征工序路线，通过直觉模糊算法对设备资源组和云任务制造需求进行匹配，构建了面向云制造的制造需求—设备能力归一化模型。结合云制造的特点，综合考虑零件与设备的多样性和制造工艺的复杂性、人力参与因素和资源能力的可量化性因素，对需求和能力进行特征建模，建立云制造任务与设备能力之间的映射关系，提高了后续制造资源智能搜索以及云制造服务组合优化匹配的效率和能力，云制造服务平台能够从众多的制造资源中快速有效的选择出满足制造需求的制造资源，降低制造成本，提高产品质量，实现制造资源高效共享和优化配置。

技术领域

本发明属于云制造技术领域，具体的涉及一种面向云制造的制造需求与设备能力归一化建模方法。

背景技术

随着信息技术迅速发展，以应用服务提供商、制造网格、敏捷制造、全球化制造等为代表的网络化制造模式，日渐成为制造业企业应对知识经济、制造全球化、快速响应市场需求、提高企业竞争力等目标的一类先进制造模式。虽然网络化制造在资源服务化建模与封装、资源配置与调度、协同设计、工作流管理等领域取得了一定成果,但其无论在技术上还是运营模式上还存在着缺乏完善的运营服务模式、不能实现动态智能的制造资源共享与分配、缺少终端物理设备智能接入实现技术、没有有效的安全解决技术和手段等瓶颈问题，导致网络化制造的资源服务提供者和资源服务需求企业无法取得显著的经济效益,制约了网络化制造进一步推广与发展。针对当前制造业信息化发展和应用过程中遇到的瓶颈问题，结合云计算、物联网、面向服务的技术、高性能计算技术等理念和新技术，提出了一种面向服务的、高效低耗和基于知识的网络化制造新模式——云制造(Cloud manufacturing，CMfg)，并已在学术界和工业界都得到了广泛的认可。它将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，构成制造资源和制造能力池，并进行统一的、集中的智能化管理和经营，实现智能化、多方共赢、普适化和高效的共享和协同，通过云制造系统为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的和优质廉价的服务。

云制造充分融合了现有先进的制造模式，以及信息科技最新的研究成果，特别是云计算技术，突出体现并拓展了云计算所秉承的“一切皆服务”思想，将制造全生命周期过程所涉及制造资源都封装成了制造云服务，通过服务提供者(Service Provider)、服务请求者(Service Requester)和服务管理平台(Service Management Platform)三个基本角色的交互，完成服务的发布、查找、组合、绑定和调用等活动。即，云制造是一种利用网络和云制造服务平台，按用户需求组织网上制造资源(制造云)，为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。在云制造模式中实现制造能力的按需使用与流通，其基础是制造需求和制造能力的建模与封装，其中制造需求被封装成订单，制造能力被封装成服务发布到云制造平台。云制造平台面对数据量巨大的订单和服务，需要实现两者的智能匹配，从而实现制造能力的按需使用。因此，云制造平台的关键技术在于制造需求和制造能力能够动态协同。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面向云制造的制造需求与设备能力归一化建模方法，能够满足云制造环境下制造需求和制造能力自动匹配的要求，提高模型对云制造的实际情况的表达程度，从而提高云制造中制造需求与设备能力匹配的效率，改善制造任务的资源寻优配置，提升产业链协作能力，从而降低制造成本，提高产品质量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向云制造的制造需求与设备能力归一化建模方法，包括如下步骤：

步骤一、设备能力建模：构建以机床为核心的基于特征的设备制造能力模型，以能力特征的形式加以描述和呈现，从而保证零件制造需求与设备制造能力的匹配计算的有效性；

步骤二、制造需求建模：分别从商务需求维和技术需求维分析云任务制造需求，构建基于特征的零件制造需求模型，以详细了解云制造任务中零部件加工制造信息，并获取其中关键零部件特征加工需求及制约工序；