网络化制造系统联邦集成的关键技术.pdf

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1、梁策等：网络化制造系统联邦集成的关键技术网络化制造系统联邦集成的关键技术!梁策!肖田元张林钅宣徐云（清华大学自动化系国家CIMS工程研究中心北京l00084）摘要联邦集成架构（FIA）是异构网络化制造系统集成的新方法。本文按照FIA接口规范，实现了FIA中的联邦执行支撑环境（FEI）。对系统的关键技术———分布自治结构的联邦管理技术、支持跨系统任务协作的访问控制与授信技术、跨系统的分布式共享资源调度技术、服务搜索与匹配技术等进行了研究，并给出了相应的解决方案。该联邦集成系统已在北京网络化制造系统集成中得到了实际应用。应

2、用结果表明，联邦模式的集成方案是一种适用于构建大规模服务共享的集成模式，能够适应网络化制造服务异构及运营目标多样化的应用环境。关键词网络化制造，联邦集成架构，联邦执行支撑环境，资源共享，协同工作，Web服务与任务的调度以及各系统极为敏感的商业秘密的有0引言效保护问题等。本课题组在国家863/CIMS项目支持下，结合北京市实施的网络化制造系统，针对上述中小企业基于互联网的协同产品商务活动日益问题进行了一些研究，提出了相应的解决方案。最活跃，这种活动推动了网络化制造服务系统的应用后，以虚拟协同设计为例介绍了基于联邦集成的互

3、与发展。中小企业从各自的需求出发，集成了如软联、互通、互操作的应用。硬件资源共享、企业资源规划、供需链管理和虚拟企业联盟等各具特色的在线服务。但是由于各系统的l网络化制造系统联邦集成模式资源有限，不能满足用户多方位服务的需求，从而限制了吸引用户的能力，影响了各系统的发展。在基于FIA的集成系统中，联邦（federation）是各系统分属于不同的运营商，有着不同的利益指为实现某种特定的网络化制造服务目的而形成的诉求。其集成模式应当保证各系统仍具有自身独立虚拟组织，它由若干彼此相互作用的联邦成员、联邦的目标、意愿和行为，自

4、主地选择合作对象，可依据运行支撑环境（federationexecutiveinfrastructure，FEI）自身策略独立地处理相互之间的具体事务，动态地和联邦对象模型（federationobjectmodeI，FOM）、资源调整共享资源。基于联邦模式的集成架构（federa-对象模型（resourceobjectmodeI，SOM）构成。联邦成tionintegrationarchitecture，FIA）是一种非集中控制的员，即为所有参与联邦运行的网络化制造服务系统。分布式自治结构。它利用通用的中间件，为各网

5、络每个联邦成员由若干网络化制造服务系统共享资源化制造服务系统提供标准、开放的协议和接口，将具的实例构成。联邦执行支撑环境，即为按照FIA接体制造服务和集成环境提供的通用服务分离，既能口规范开发的服务程序，其主要功能是：（l）管理联维持原有系统的自治性，又可在系统之间建立灵活邦，包括联邦的形成、销毁等；（2）监控各联邦成员应的协作关系，实现资源的互补性共享而不损害自己用服务的状态，并根据状态实时协调用户服务请求，的利益，具有重要应用价值。合理分配系统负载；（3）负责联邦成员之间的数据交基于联邦模式的网络化制造系统集成框架

6、的研互。联邦对象模型是联邦的基本元素，它记载运行究仍处于起步阶段，许多问题尚未得到有效解决，如时联邦节点之间数据交换的协议和条件。判断一个虚拟联邦的形成机制、不同系统的用户对共享服务联邦成员是否属于联邦，取决于与联邦成员是否拥的访问及其授信机制、跨系统的服务资源搜索、作业有该联邦的FOM。资源对象模型，即为参与集成的"863计划（2004AA4l4020）资助项目。!男，l978年生，博士生；研究方向：网络化制造、智能制造系统、系统集成等；联系人，E-maiI：Iiang-c03@maiIs.tsinghua.edu.

7、cn（收稿日期：2006-09-ll）—8l9—高技术通讯2007年8月第l7卷第8期网络化制造服务系统为联邦提供共享服务的描述，系统B属于两个联邦，它对于不同的联邦共享的资定义了资源的访问方法、访问权限、约束条件等。源则不同，其中资源｛!l，!2，⋯，!"｝是可供联邦A图l说明了联邦、联邦成员、资源、用户在联邦共享的，而资源｛!"+l，!"+2，⋯，!"+#｝则是供联邦B运行过程中的层次关系。图中存在两个联邦，即联共享的。FEI的访问控制以及FOM组件用来确保不邦A和联邦B，其联邦成员分别是网络化制造服务同联邦之间是

8、相互“隔绝”的。联邦成员、SOM、FEI系统｛A，B｝，｛B，C｝。任何一个联邦成员均可属于多以及与联邦相对应的FOM构成了联邦中的一个联个联邦，它们可共享不同联邦的不同资源，提供不同邦节点（federationnode）。节点之间是一种类似于的SOM。通常来讲，联邦成员存在多个资源，它们P2P网络的连接关系，不存在隶属关系，具有