云制造环境下基于SOOA的动态服务资源集成与协调管理的研究

云制造的一个关键技术是制造资源的虚拟化接入与集成，而制造资源的高度动态性和异构性将极大地影响系统资源集成的灵活性和可靠性。本项目旨在以复杂产品设计制造过程为背景，基于SOOA（Service Object-Oriented Architecture，面向服务对象的架构）提供的动态网络适应能力和与协议无关的网络对象调用能力，研究云制造环境下制造资源的虚拟化接入以及动态服务的集成、协调与管理相关机制和方法。本项目将基于SOOA建立制造资源虚拟化封装方法，并以高速铁路转向架设计制造过程为例构建典型动态制造服务样本，研究云制造环境中制造服务动态集成机制，研究基于SOOA的元计算机理及动态服务协调管理机制，并利用服务样本进行实际应用验证。本项目的研究成果将使云制造环境下的动态资源集成具有良好的可靠性和灵活性，有效支持制造资源的集成，促进云制造技术的发展和应用推广。

本项目以云制造为研究对象，针对云制造环境下制造资源高度动态性和制造资源通信协议专有所造成的问题，开展面向云制造的资源服务化相关理论及方法的研究，采用面向服务对象的架构（Service Object-Oriented Architecture - SOOA）来对云制造中的资源进行集成与协调管理，为云制造的实施及制造业的服务化提供了基础性支持。本项目的主要成果有：. （1）研究并提出了基于联邦元计算的云制造资源服务化框架，提出了云制造资源分类体系，提出了基于联邦元计算的云制造资源服务化框架的层次结构，给出了云制造服务化平台的运行时结构，给出了云制造资源服务化的业务流程；. （2）研究并提出了基于SOOA的云制造资源服务化方法，提出了其中三项关键技术：云制造服务标准化接口、云制造资源服务化策略、云制造服务动态供应；. （3）研究并提出了一种基于服务模板的云制造资源封装方法，定义了服务模板描述语言，给出了服务模板的抽取过程和封装过程，完成了多个软件资源的服务化封装；. （4）针对交互式仿真软件，提出了一种大粒度软件资源封装方法，应用远程虚拟桌面技术实现了资源大粒度封装；. （5）针对云制造环境下的制造资源优化配置问题，提出了基于双层规划和博弈论的制造资源优化配置方法，可充分考虑云制造中制造资源变化和制造任务变化等不确定因素，有效解决制造资源的优化配置问题；. （6）针对云制造中设计服务的耦合问题，提出一种基于面向服务架构的分布式设计资源集成和绑定的方法，可有效解决复杂设计过程中的服务耦合问题。. 在理论方法研究的基础上，本项目组设计开发完成了软件资源服务化封装工具、基于SORCER的多学科协同计算平台、面向高速机车结构设计的云制造资源服务化平台、面向服务架构的噪声地图系统等。. 在工程应用方面，开展了高速列车CRH2车轴的轻量化设计应用，将面向服务架构的噪声地图系统应用于北京市等局部地区的噪声地图演示，将基于SORCER的多学科协同计算平台应用于某研究所的某型产品的研制过程中，均取得较好效果。通过工程应用，验证了本项目所提出的理论方法、所开发的软件工具的有效性，为云制造的推广实施打下了较好基础。