一种面向云制造的多层次资源模型及其构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种面向云制造的多层次资源模型，还涉及一种面向云制造的多层次 资源模型的构建方法，属于云制造资源建模技术领域。
【背景技术】
[0002] 制造资源是企业进行生产活动所必需的物质因素，同时作为云制造系统中的基本 构成元素，是资源信息管理、资源调度以及信息共享的基础。因此，制造资源信息描述是否 科学准确，直接关系着制造资源信息管理的难易程度和资源调度配置的效率。随着科学技 术的快速发展，与传统的制造模式相比，制造资源的内容和含义有了极大的发展，范围也进 一步扩大，已从传统的企业内部甚至部门内部的加工资源，扩展到企业外部的附属资源。企 业通过云制造技术，可以实现不同企业、行业、甚至不同区域资源的共享和高效利用，从而 使其在全球化市场中具有一定的竞争力。
[0003] 在云制造环境下，制造资源本身所具有的多样性、复杂性和异构性等特点，从而使 得对资源的定义也多样各异，一定程度上造成了云制造资源间的匹配与信息共享的困难。 同时现有的资源描述方式缺乏统一的数据标准，资源发现匹配机制不全面，资源利用率低， 缺乏对外部环境变化的适应能力等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种面向云制造的多层次资源模 型，解决现有技术中云制造资源间匹配与信息共享困难、资源利用率低、缺乏对外部环境变 化的适应能力的技术问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种面向云制造的多层次资 源模型，包括物理资源层、虚拟资源层、制造资源基础数据模型层、制造资源功能以及应用 信息模型层和云终端用户层；
[0006] 所述物理资源层与虚拟资源层通过标准虚拟封装技术实现转化连接；
[0007] 所述虚拟资源层与制造资源基础数据模型层通过映射关系进行关联，将资源的基 本信息耦合在一起；
[0008] 所述制造资源基础数据模型层和制造资源功能以及应用信息模型层通过映射关 系进行关联，使得资源与其功能特点一一对应联系；
[0009] 所述云终端用户层，通过资源访问接口实现资源服务信息与云端用户需求间的联 系，并通过Internet/Intranet/Extranet实现资源共享。
[0010] 所述物理资源层描述的是异构制造资源的分类模型，分类模型采用线分类法构 建，根据云制造系统中的制造云凝结体系以及各资源的公有属性，将制造资源分为软制造 资源、硬制造资源、服务资源、制造能力以及其他资源五大类。
[0011] 所述制造资源基础数据模型层描述的是制造资源基本描述信息模型，针对制造资 源特点将其抽象概括为基本信息、功能信息、约束信息、状态信息和制造能力信息。
[0012] 本发明的另一目的在于提供一种面向云制造的多层次资源模型的构建方法，包括 如下步骤：
[0013] 步骤一：构建制造资源本体：根据云制造资源领域信息及范围构建制造资源本 体；
[0014] 步骤二：构建物理资源层：对制造资源进行分类，并对各类制造资源进行资源扩 展；采用云制造接入技术将物理资源融入到网络环境中，同时将其加入到云制造系统中；
[0015] 步骤三：构建虚拟资源层：对分类资源的信息抽象提取，通过云制造标准化虚拟 封装技术实现物理资源层接入资源的虚拟化封装，并进行转化连接建立一一对应关系，然 后将转化的虚拟资源信息发布到云制造系统平台；
[0016] 步骤四：建立制造资源基础数据模型层：根据制造资源各自的特点，对虚拟资源 进行数据信息描述，对实体制造资源的基础数据进行存储，建立制造资源信息模型，并进行 制造资源信息扩展，由此建立制造资源基础数据模型层；同时该模型层向云制造平台提供 数据访问接口，通过数据访问接口连接到Internet/Intranet/Extranet ;
[0017] 步骤五：建立制造资源功能以及应用信息模型层：根据步骤四建立的制造资源信 息模型，建立资源信息映射关系机制，提供资源的功能服务基本信息以及资源应用工具；
[0018] 步骤六：建立云终端用户层：根据用户资源服务需求方信息，通过资源访问接口 实现资源服务信息与云终端用户需求间的关联，并通过Internet/Intranet/Extranet实 现资源共享。
[0019] 步骤二所述"构建物理资源层"的具体步骤如下：
[0020] 根据制造资源的不同类型及公有属性特点，从面向服务和云制造服务提供方角 度，将制造资源分为软制造资源、硬制造资源、服务资源、制造能力以及其他资源五大类，五 类资源采用标准统一的语义描述，并对各分类资源进行资源扩展；由PC、物联网、嵌入式云 终端结合云制造接入技术将物理资源融入网络环境中，同时将其加入到云制造系统中。
[0021] 步骤四中"对虚拟资源进行数据信息描述"时，描述信息抽象概括为：基本信息、功 能信息、约束信息、状态信息和制造能力信息。
[0022] 步骤一所述"构建制造资源本体"的方法具体如下：
[0023] 步骤01):分析确定云制造资源领域信息及范围；
[0024] 步骤02):建立制造资源本体框架，并判断是否与已有制造资源本体重用；若是， 则跳转至步骤05);否则，进入下一步；
[0025] 步骤03):抽象制造资源的概念，实例化，形式化；
[0026] 步骤04):定义制造资源的分类、属性、约束以及层次关系；
[0027] 步骤05):制造资源本体检验；若满足，则进行下一步；若否，则进行修改完善，返 回步骤03);
[0028] 步骤07):构建云制造资源本体模型：若出现新信息技术，进行云制造资源领域信 息及范围扩充，返回步骤01);否则，进入下一步；
[0029] 步骤08):云制造资源本体模型的应用、维护和共享。
[0030] 步骤03)所述的形式化是采用本体语义以及物元描述原则对资源模型进行形式 化描述，描述方式采用三元组形式为CloudMRes = (Dr，CR，Nr)，三元组（Dr，C R，Nr)中DrXi^P Nr分别表示描述对象定义为D R，描述内容为Cr以及所描述对象D R的内容C R所对应的属性 值nr。
[0031] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：面向云制造的多层次资源模型的 各层相互关联成为一个整体，保证了制造资源的性能指标和状态信息的完备性和一致性， 实现了资源实时的信息反映与传递；资源模型框架很好的适应云制造资源繁多、异构和复 杂的特性，保证了资源制造信息获取和描述的稳定性，提高了制造资源的实时监控、操作以 及数据更新的效率。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明的面向云制造的多层次资源模型框架图。
[0033] 图2为本发明的面向云制造的制造资源分类模型图。
[0034] 图3为本发明的面向云制造的制造资源信息模型图。
[0035] 图4为本发明的面向云制造的制造资源本体的构建流程图。
[0036] 图5为本发明的面向云制造的制造资源本体模型图。
[0037] 图6为本发明的Prot6g6中模型实体的搭建图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0039] 本发明涉及一种面向云制造的多层次资源模型，该模型主要面向云制造资源种类 繁多，异构复杂的特性角度，通过构建制造资源的物理资源层并抽象虚拟封装成虚拟资源 信息，通过提供的数据访问接口及映射关系将资源与对应的功能服务相关联。利用PC，云终 端技术等来响应来自外界的资源服务请求，以此用来对外提供制造资源服务，实现了制造 资源服务化。
[0040] 如图1所示，面向云制造的多层次资源模型，包括物理资源层、虚拟资源层、制造