制造网格中资源选择优化及其实现

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1、东南大学硕士学位论文第一章绪论1．1研究背景及意义1．1．1研究背景第一章绪论进入信息时代以来，制造业面临着新的挑战与发展机遇。一方面，全球竞争的加剧与技术的快速进步使产品的生命周期日益缩短；另一方面，信息技术的发展与普及使得分工与合作在更大的范围和更高的层次上进行。制造企业及其制造系统所面临的环境是持续变化和不可预测的，制造系统必须能够快速、有效地响应环境的变化【1】。如今，制造业所面临的市场已由“卖方”市场转向“买方”市场，这使得以“产品为中心”的生产正在转变成为以“顾客为中心”的生产。在这种客户驱动市场、市场主导制造

2、企业生产的环境下，产品是按客户的特殊需求设计与制造的，而且这种需求呈现时变而且越来越加速的不确定性特征。由于客户化产品各不相同，企业面临着不断设计新产品的需求：客户化产品的生产加工过程也各不相同，企业面临着不断重构制造系统的压力。传统的单一的制造系统已经不能适应这种复杂而又具有突变性质的、非单一平稳的制造环境，取而代之的是具有可重构能力的制造系统。因此，实现结构优化与运行优化是体现现代制造系统或制造企业自动化程度的重要内容。建立一个能够实时响应客户需求并迅速做出正确反应的制造系统更显得迫切，而制造网格便是其中一个比较好的选

3、择。在我国目前企业规模小、资源有限、技术储备少、市场发育不完善等情况下，构造制造网格系统是一种实现企业间优势互补、共抗风险的方法。它能使多品种、小批量生产企业针对不断变化的市场机遇，迅速实现企业内部或若干企业之间的联合，实现各种类型制造资源的有效集成，从而快速有效的响应市场的需求，提高企业的竞争能力。1．1．2研究意义本文的研究意义可以分为三个方面：1．从理论研究看，制造网格是目前一个比较新兴课题。因此，研究制造网东南大学硕士学位论文第一章绪论格中的制造资源特点、组合方式及其选择标准在理论研究中具有一定的创新意义，可以为以

4、后的进一步研究提供一定的理论借鉴。2．从研究内容看，制造网格这个课题来源于制造业。实现制造网格，对于传统的制造型企业而言，是一个从量变到质变的飞跃，尤其是中国制造在世界上的地位越来越重要的今天。要实现制造网格，对制造资源全局化的把握和优化的分配是其中一个很重要的环节。因此，这个课题的研究有助于信息技术在制造业中的进一步推广。3．从研究成果看，本文通过实际的程序，从模拟产品的生成开始，通过产品工序的分解，到运用基于自然数编码的遗传算法对不同工序的制造资源进行优化选择，最后产生一批可供分析使用的具体数据，取得一定的研究成果：通

5、过基于自然数编码的遗传算法进行制造资源优化选择具有一定的有效性和可行性，可以为进一步的研究提供借鉴的思路。1．2国内外研究现状1．2．1国内外研究现状制造网格，是虚拟企业面向物理产品制造的一种表现形式，目的是根据生产任务，利用互联网，快速的获取并尽可能的优化选择各种可获取的制造资源，从而以有效协调的方式响应用户需求，实现产品的制造[1】。国际上对于此类问题，已有一定程度的研究。国外在制造业中首先进行网格应用的是美国国家航空航天局和美国自然科学基金会的联合研究计划InformationPowerGrid(IPG)，其目的是建

6、立一个完全分布式的计算资源和数据资源的管理环境，以支持大型科学和工程问题的异地协同。福特、波音等公司都在尝试用网格计算进行复杂的仿真与设计。但从整体上来说，将网格技术扩展到制造领域，开展基于网络技术的制造网格理论、技术、方法等方面的研究，在目前仍属于起步阶段[2]。在国内，国家863网格计划启动了中国国家网格计划(ChinaNationalGrid，CNGrid)，将在全国设立8个网格节点，其中上海、北京为两个主节点。同时，将建立资源环境网格、科学研究网格、气象服务网格和航空制造网格等，在地质调查、林业、新药研制、气象服务

7、及航空制造等领域进行应用。清华大学CIMS东南大学硕士学位论文第一章绪论研究中心承担了国家863课题——制造网格资源系统研究，尝试将先进的网格技术运用到制造业，探索一条以信息化带动工业化的新路。其研究开发目标是，综合运用CIMS、J2EE，．Net及WebService等技术，建立网络化制造资源系统平台，研究开发网络化制造的服务体系等嘲。1．2．2相关文献综述对于制造网格应用层的资源选择算法的研究，目前有以TQCS为准则，以选择最佳资源节点为目标的基于AHP的网格节点选择法；有基于AGENT的网格资源自主选择机制以及制造资

8、源优化DSS模型研究等，并且已经取得了一定的成果。在文献[3100，提出了以TQCS为准则，以选择最佳资源节点为目标的基于AHP的网格节点选择法。对于此网格节点选择法，其基本的选择步骤如下：第一步，建立一个3层次的层次分析结构模型——包括目标层、准则层和方案层。然后根据设立的层次结构模型构造判断矩阵，设