（机械制造及其自动化专业论文）ehub模式制造资源管理系统集成的关键技术研究.pdf

西南交通大学博士研究生学位论文第1 页 手葡要 由于网络化制造的制造资源及产品市场的全球化，网络化制造系统的特征表现为 结构上的快速重组、性能上的快速响应、过程中的并行性与制造资源的分布性。在制 造业信息化的发展过程中，形成了多种异构信息系统，使得企业之间系统难以实现互 联，这已成为实现基于制造资源共享的网络化制造的丰要瓶颈之一。本文在国家8 6 3 计划项目“基于e h u b 模式的制造资源管理系统”( 2 0 0 6 a a 0 4 2 1 3 0 ) 的支持下，针 对中国企业制造资源整合需求开展了以下研究： 本文首先简要介绍了异构系统集成的研究背景、应用现状，并对异构系统集成的 发展趋势进行了讨论。分析了形成网络化制造三种基本模式的市场背景，指出了企业 异构系统集成的必要性；随后对异构系统集成的相关实现技术进行了总结和分析，研 究支持开放标准的企业集成技术，支持异构系统之间信息交换和业务协同的实现。通 过对e h u b 标准体系和s o a 集成结构的研究，提出了面向服务的e h u b 模式主体结 构模型，并详细介绍了该框架基本的工作原理。 本文以实现网络化制造环境下企业之间制造资源管理的可用服务为主要目标，提 出了基于e h u b 模式的制造资源管理系统整体解决方案，研究相关理论和方法，研究 支持开放标准( r o s e t t a n e t ，x m l ，s o a p , w s d l ，u d d i ，s a m l ，e d i 等) 的制造资源管 理系统，从而支持异构系统之间实现信息交换和业务协同。 本文的关键技术研究包括：面向协同的制造资源管理业务建模技术、异构系统接 口技术及实现框架、共享制造资源的建模方法、共享制造资源的评价指标体系及评价 算法等。在关键技术研究的基础上，开发一套基于e h u b 模式制造资源管理的原型系 统。研究成果将为实现企业之间、企业与用户之间的互联互通、数据共享以及业务瓦 动提供有效支撑。 其丰要研究内容包括： ( 1 ) 综述了的研究现状，分析了当前企业信息化发展及商务模式研究中的特点和 不足，提出了论文研究的内容和思路； ( 2 ) 文献探讨了基于开放式电子商务标准和互联网技术的信息平台建设，分析了 r o s e t t a n e t 标准以及e h u b 模式的集成策略。有效的重用和共享各分布异构系统的现 有制造资源。 ( 3 ) 设计并实现了e h u b 系统模型，对基于e h u b 模式的共享资源模型、基于 质量的制造资源服务选择、基于遗传算法的服务选择优化进行了研究。证明e h u b 模 式具有明显的优越性。 ( 4 ) 设计并探讨了e h u b 模式制造资源管理系统的安全策略。对网络环境下企 业数据交换安全技术和网络入侵检测问题进行了深入的分析。 ( 5 ) 研究了基于a h p 的制造资源模糊评估方法，在对制造资源的约束条件进行 分析的基础上提出了e h u b 模式供应链管理的数学模型、并改进了制造资源评价及优 第| i 页西南交通大学博士研究生学位论文 化算法。 ( 6 ) 将基于e h u b 模式的制造资源管理系统集成的设计研究结果应用于部分中 小企业，为企业信息化建设以及多异构信息系统集成提供更全面的参考。 通过以上研究和开发，改进了传统制造资源优化算法，并提出了一些新的e h u b 系统结构模型，为企业之间、企业与用户之间的互联互通、数据共享以及业务互动提 供有效支撑，也为相关领域的资源共享和服务研究提供参考思路。 关键词：e h u b ；制造资源；信息系统集成；共享服务； 西南交通大学博士研究生学位论文第1 | i 页 a b s t r a c t a st h en e t w o r ko fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e s ，m a n u f a c t u r i n ga n dt h eg l o b a l i z a t i o no f p r o d u c tm a r k e t s ，n e t w o r km a n u f a c t u r i n gs y s t e mi sc h a r a c t e r i z e db y t h er a p i dr e o r g a n i z a t i o n o ft h es t r u c t u r e ，p e r f o r m a n c e ，f a s tr e s p o n s e ，t h ep r o c e s so fp a r a l l e l i s ma n dm a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e sa r ed i s t r i b u t e d w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y i nt h e m a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，t h ef o r m a t i o no fav a r i e t yo fh e t e r o g e n e o u si n f o r m a t i o ns y s t e m s ， m a k i n gt h es y s t e md i f f i c u l tt oa c h i e v ei n t e r c o n n e c t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e s ，w h i c h h a s b e c o m et oa c h i e v ean e t w o r k - b a s e dm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c es h a r i n gm a n u f a c t u r i n go n eo f t h em a i nb o t t l e n e c k s w i t ht h es u p p o r to ft h en a t i o n a l8 6 3p l a np r o je c t ，t h er e s o u r c e m a n a g e m e n ts y s t e mf o rm a n u f a c t u r i n gb a s e do ne - h u b ( t h ee e n g i n e e r i n ge n a b l e db y h o l o n o m i ca n du n i v e r s a lb r o k e rs e r v i c e s ) ( 2 0 0 6 a a 0 4 z13 0 ) ，t h er e s e a r c h e so nt h e i n t e g r a t i o no fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m si nc h i n ae n t e r p r i s e sa r ec a r r i e d o u t ： i nt h i st h e s i s ，ip r o p o s et h eb a c k g r o u n do fh e t e r o g e n e o u ss y s t e m si n t e g r a t i o n ，t h e a p p l i c a t i o ns t a t u s ，a n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n do fs y s t e mi n t e g r a t i o n t h em a r k e tb a c k g r o u n d a t t r i b u t i n gt ot h et h r e eb a s i cm o d e l si nn e t w o r km a n u f a c t u r i n g i sa n a l y z e d ，p o i n t i n go u tt h a t e n t e r p r i s e si n t e g r a t eh e t e r o g e n e o u ss y s t e m si sn e e d e d ；t h e nt h er e l a t e dt e c h n o l o g y o f h e t e r o g e n e o u ss y s t e mi n t e g r a t i o ni ss u m m a r i z e da n da n a l y z e d ，r e s e a r c hs u p p o r t st h eo p e n s t a n d a r d so ft h ee n t e r p r i s ei n t e g r a t i o nt e c h n o l o g y , a n ds u p p o r tt h er e a l i z a t i o no fi n f o r m a t i o n e x c h a n g ea n db u s i n e s s c o l l a b o r a t i o nb e t w e e nh e t e r o g e n e o u ss y s t e m s b a s e do ns t a n d a r d s y s t e mo fe h u ba n di n t e g r a t e ds t r u c t u r eo fs o ar e s e a r c h ，s e r v i c e - o r i e n t e dm o d e lo f e h u bm o d e li sp r o p o s e d ，a n dt h eb a s i cw o r k i n gp r i n c i p l ef o rt h ef r a m e w o r ki si n t r o d u c e d i nd e t a i l m o r e o v e r , t h eo b j e c t i v ew i l lp r o p o s et h ea v a i l a b i l i t ys e r v i c ea m o n g t h em a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s er e s o u r c em a n a g e m e n tu n d e r t h en e t w o r km a n u f a c t u r i n ge n v i r o n m e n t t h ew h o l e s y s t e mo fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts o l u t i o n sa r ep r o p o s e db a s e do ne - h u b m o d e t h e o r i e sa n dm e t h o d sa r er e s e a r c h e d ，r e s e a r c hs u p p o r to p e ns t a n d a r d s ( r o s e t t a n e t ， x m l ，s o a p , w s d l ，u d d i ，s a m l ，e d i ，e t c ) a n dm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n t s y s t e mt os u p p o r ti n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e nh e t e r o g e n e o u ss y s t e m s a n db u s i n e s s c o i l a b o r a t i o n t h et h e s i sp r e s e n t st h ek e yt e c h n o l o g i e sw h i c hi n c l u d e ：r e s o u r c em a n a g e m e n tf o r c o l l a b o r a t i v eb u s i n e s sm o d e l i n go fm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y , h e t e r o g e n e o u ss y s t e m s i n t e r f a c et e c h n o l o g ya n di m p l e m e n t a t i o nf r a m e w o r k ，s h a r e dm a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e s m o d e l i n g ，s h a r e dm a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e se v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma n de v a l u a t i o no f 第f v 页西南交通大学博士研究生学位论文 ! ii 曼! 皇曼皇曼曼曼皇曼暑曼曼曼曼曼曼皇曼曼舅量曼皇曼鼍曼曼曼曼曼曼曼曼蔓曼曼曼曼曼鼍曼罡曼量曼曼舅曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼量璺量皇曼曼曼蔓曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼 a l g o r i t h m s r e s e a r c hi nk e yt e c h n o l o g i e sd e v e l o p e do nt h eb a s i so fam o d e lb a s e do n e h u bp r o t o t y p em a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n t r e s e a r c hw i l l g o o d f o rt h e e n t e r p r i s e ，b e t w e e ne n t e r p r i s e s a n di n t e r o p e r a b i l i t yb e t w e e nu s e r s ，d a t a s h a r i n ga n d i n t e r a c t i v es e r v i c e st op r o v i d ee f f e c t i v es u p p o r t t h em a i nc o n t e n t si n c l u d e ： ( 1 ) r e v i e w e dt h er e s e a r c hs t a t u s ，a n a l y s i s o ft h ec u r r e n te n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n d e v e l o p m e n ta n db u s i n e s sm o d e lo ft h ec h a r a c t e r i s t i c sa n ds h o r t c o m i n g si nt h ep r o p o s e d t h e s i sr e s e a r c hc o n t e n ta n di d e a s ； ( 2 ) b a s e do no p e nl i t e r a t u r ee c o m m e r c es t a n d a r d sa n di n t e r n e tt e c h n o l o g yi n f o r m a t i o n p l a t f o r m ，a n a l y s i so fr o s e t t a n e ts t a n d a r d sa n de - h u bi n t e g r a t i o ns t r a t e g ym o d e e f f e c t i v e r e u s ea n ds h a r i n go fd i s t r i b u t e dh e t e r o g e n e o u ss y s t e m so fa l le x i s t i n gm a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e s ( 3 ) d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h ee h u bs y s t e mm o d e l ，m o d e lb a s e do ne - h u b s h a r e dr e s o u r c em o d e l ，b a s e do nt h eq u a l i t yo fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c es e r v i c es e l e c t i o n ， s e r v i c es e l e c t i o nb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h mo p t i m i z a t i o nw a ss t u d i e d ( 4 ) d e s i g nt h es e c u r i t yp o l i c yi nm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do n e h u b o nt h ee x c h a n g eo fe n t e r p r i s ed a t an e t w o r ke n v i r o n m e n ta n dn e t w o r ki n t r u s i o n d e t e c t i o ns e c u r i t yt e c h n o l o g i e sc o n d u c t e di n d e p t ha n a l y s i s ( 5 ) s t u d yt h ee v a l u a t i o no nm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sb a s e do nf u z z ya h e i tb ep u t e d f o r w a r dm a t h e m a t i c a lm o d e lo fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ta f t e rt h ea n a l y s i so ft h e c o n s t r a i n t si nm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sb a s e do ne - h u b ，a n di m p r o v e de v a l u a t i o na n d o p t i m i z a t i o no fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e s ( 6 ) t h ei n t e g r a t i o no fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mu s e di ns o m eo ft h e d e s i g ns t u d yo fs m e s ，f o rt h ec o n s t r u c t i o no fe n t e r p r i s ei n f o r m a t i o na n di n t e g r a t i o no f m u l t i p l eh e t e r o g e n e o u si n f o r m a t i o ns y s t e m st op r o v i d eam o r ec o m p r e h e n s i v er e f e r e n c e t h er e s e a r c ho fm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e mi n t e g r a t i o nd e s i g na p p l i e dt o s o m es m a l la n dm e d i u me n t e r p r i s e i tp r o v i d e sam o r ec o m p r e h e n s i v er e f e r e n c ef o r i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o na n di n t e g r a t i o no fm u l t i p l eh e t e r o g e n e o u si n f o r m a t i o ns y s t e m s t h r o u g ht h ea b o v er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n tt oi m p r o v et h et r a d i t i o n a lm a n u f a c t u r i n g r e s o u r c eo p t i m i z a t i o n ，a n dm a d e s o m en e we h u bs y s t e ma r c h i t e c t u r em o d e lf o r e n t e r p r i s e s ，b e t w e e ne n t e r p r i s e sa n du s e r si n t e r o p e r a b i l i t y , d a t as h a r i n ga n di n t e r a c t i v e s e r v i c e st op r o v i d ee f f e c t i v es u p p o r tr e l a t e df i e l d sf o rr e s o u r c es h a r i n ga n dr e f e r e n c e s e r v i c e sr e s e a r c hi d e a s k e yw o r d s ：e h u b ；m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e ；i n f o r m a t i o ns y s t e mi n t e g r a t i o n ；s h a r e d s e r v i c e s ： 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在，年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：、司桂眨 指导老师签名：i 蝴 j 日期： y ，口6 f 口 日期：d 矽，( 7 西南交通大学博士学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的丰要创新点如下： ( 1 ) 利用遗传算法对制造资源服务的选择进行了优化，提出了e h u b 平台的共 享资源模型( 对应论文章节：4 2 ，4 4 ) ( 2 ) 提出了e h u b 模式下企业资源共享的建模方法和策略，改进了基于制造资 源约束的供应链优化算法。形成一套具有理论创新和集成创新的基于e h u b 的制造资 源异构系统接口技术的基本理论与方法。( 对应论文章节：3 1 ，3 3 ，6 2 ，7 5 ) ( 3 ) 对e h u b 平台协商业务模型进行了设计，提出了e h u b 平台自动协商技术 的模糊推理策略( 对应论文章节：6 3 ) ( 4 ) 设计了基于e h u b 模式制造资源管理系统的基本框架，对基于e h u b 模式 的制造资源管理应用进行了业务建模。形成一套基e h u b 模式的制造资源管理系统的 整体解决方案，提供一个基于开放标准、响应动态更改、支持异构系统以及安全性强 的制造资源管理系统，能实现分布异构系统之间的制造资源整合与共享。( 对应论文章 节：4 1 ，7 2 ，7 4 ，7 5 ) 学位论文作者签名：、习桂贤 日期： 汐7 0 多o 西南交通大学博士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景 在经济全球化环境下，制造企业不再是孤立面向市场的个体，而是社会化、全球 化制造系统中的一个成员。制造企业作为动态的产业链中一个相对独立、可以利用的 制造个体资源，通过合作与竞争，参与某个动态联盟的制造资源重组，形成面向产业 链及价值链的网络化制造。为了适应这种新的市场竞争模式，传统制造企业在组织形 态、经营模式和管理机制等方面需要全方位的改变，以适应网络化制造的要求【l 】。 近年，随着全球化制造的模式日益广泛，出现了支持企业动态联盟和全球化供应 链的模式与系统，e h u b 信息平台是其中的重要内容。e h u b 将利用一些标准如 r o s e t t a n e t 、x m l 、e d i 、w e bs e r v i c e s 和网络技术、计算机技术等，将采购、产品设计、 制造资源、销售、市场、服务、客户等统一在了一个全球化的信息平台中。实现数据 的交互、伙伴之间的紧密、有效的业务沟通和商务协同处理【2 】。 e h u b 目前有各种各样的中文名称，比如电子信息交换平台、电子中枢、电子交 易枢纽和技术中心等等。简单地说，e h u b 是一种基于供应链的集成化行业解决方案， 是一种基于开放式电子商务标准和互联网技术的信息平台，为企业间信息的互联互通、 数据共享、业务互动提供方便，比如帮助企业缩短交易时间，改进交易流程等等【3 】。对 于中小企业来说，e h u b 最主要的功能是信息交换，最大的优势是极大地降低了成本。 e h u b 是独立于供应链合作伙伴的信息系统之外，只是通过接口同双方的信息系 统实现后台集成，从而在不需要人工干预的情况下，实现供应链上下游企业间全面、 自动、适时的信息共享h j 。对于中小企业而言，企业不再需要购买价格昂贵的硬件和软 件，以及相关维护和售后服务的费用，企业所需要做的，只是安装一套服务商提供的 价格有限的轻型客户端，即可实现同合作伙伴之间的合作。 企业的各系统所使用的开发技术、数据库管理系统以及表结构都不尽相同，网络 条件复杂，对数据安全性要求高，系统间的数据需求不确定。所有的这些都严重阻碍 了系统间的信息交换。针对这一问题如果综合各部门业务流程，重新开发一套完整的 业务系统，无论从时间、成本，或是实施方面考虑都是不可行和不现实的。所以，现 阶段所能进行的工作就是在现有系统的基础上进行异构数据库集成、通过系统接口实 现数据交换、数据的共享。e h u b 、s o a ( s e r v i c eo e 1 1 t e da r c h i t e c t u r e ，面向服务体 系架构) 等集成方法为解决当前异构平台互联、不同协议系统之间的通信、遗留系统 和新增系统接口等等传统技术较难解决的问题提供了方便的解决思路。e h u b 作为一 种松散的、可插拔的接口模式越来越受到业界的关注；而s o a 具有基于标准、松散祸 合、共享服务、粗粒度和联合控制等优势”】，而日益受到软件理论界和业界的青睐。 目前，异构系统集成正以极快的速度成为软件工程研究的热点并开始进入了快速 第2 页西南交通大学博士研究生学位论文 推广阶段。因此，研究基于面向服务的集成及中间件信息系统集成具有积极研究价值 和现实意义。本课题来源于国家8 6 3 项目“基于e h u b 模式的制造资源管理系统” ( 2 0 0 6 a a 0 4 2 1 3 0 ) 。 1 2 课题研究的国内外研究现状 多年以来，e a i ( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，企业应用集成) 的模式经历了 从手工实现到系统集成，再到采用平台架构的集成模式的重大变革，大大降低了集成 的复杂性，并使得包括分布式对象和消息代理技术、s o a 、工作流技术以及基于x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展的标记语言) 的w e bs e r v i c e s 术等多种新的技术 可以应用到e a i 环境中来，e a i 作为一个专门的研究领域得到了长足的发展【6 】。 目前，国内外很多学者对基于互联网技术的信息平台作了研究，如由全球四百多 个顶尖企业包括：电子元件制造商、资讯科技及半导体制造商所共同组成的团体，致 力于形成一共同的电子商务语言，以使全球各交易伙伴间的各类程序能一致化的开放 性的电子商务标准r o s e t t a n e t 的研究【7 j 【引。国外学者对这方面做了大量研究，美国t m a d h u s u d a n 等，提出了一种符合w e bs e r v i c e s 标准的名为i s p & e 的框架平刨9 】；g c a s c i n i 等论述了用s t e p x m l 框架进行集成设计并实王见【1 0 j ；m i c h a e lr e b s t o c k 等提出了用e b x m l 标准进行多边交剔1 1 j ；a l e x a n d e ra s h e v c h e n k o ，o l e k s a n d r0 s h e v c h e n k o 等根据b 2 be h u b s 的思想，对未来工业产品经济中的组织问题作了研究【1 2 】； 美国z r e n ，c j a n u m b a 等提出了如何应用e - h u b 模式快速制定生产计划，组织工作 流程【l3 】；英国r e n ，z h a o m i n ；h a s s a n ，t a r e km 等论述了中小企业如何利用实施e h u b 工程提高自身竞争力【1 4 】；a m y z ，b h a v i kk 等从信息、资源、管理三个方面论述了如 何通过e h u b 模式整合供应链【1 5 】；在国内这方面的研究，如周延全等应用l d a p 实现 企业信息资源统一管理系统【l6 】；王敏等人用s o a 思想，对虚拟化资源管理建立服务模 型并实现等【l7 1 。这些研究只偏向于电子商务供应链的集成平台，而在网络化制造中的 制造资源以e h u b 的模式进行管理的研究没有提及。 在网络制造环境下，多个企业在共同利益驱动下的共同协作为市场提供产品或服务， 其组织和产品开发极具动态性和敏捷性，因此它必须能快速地掌握用户需求，尽可能地 缩短生产周期，灵活地重组企业中的各个部门。而高效的信息和资源共享则是企业能否 快速地响应市场在激烈的竞争中占据优势的关键环节之一，因为网络制造在资源共享和 管理方面有一些特殊的需求如：异地信息的可访问性；异构环境下的互操作性；集成 性；可配置性；可重用性；可扩展性；安全性等【1 8 】【1 9 】。对网络环境下的基于e h u b 模 式的制造资源描述和建模，制造资源业务流程模型，合作伙伴接口过程及实现框架的 理论和方法的研究，将对我国制造企业充分和合理地共享和利用现有的产品设计和制 造的信息资源，组织生产协作，整合供应链有积极的意义。 制造资源管理是企业实现面向企业间集成应用的基础，是实现虚拟企业的基础。 西南交通大学博士研究生学位论文第3 页 随着全球化网络经济环境的形成，制造业的竞争已不是单个企业之间的竞争，而表现 为企业之间优势互补、资源优化的供应链、产业链之间的竞争。企业间协作己成为当 代商业活动重要的发展趋势，它使知识和构想得到更大范围的交换和共享，信息和资 源得到更大范围的合理利用，从而大大地提高了商业活动的效率【2 。由于制造资源具 有分布异构性和不确定性等特点，再加上网络安全性等其它因素，网络化制造中制造 资源的管理是一个急需解决的问题。 随着网络化制造的发展和应用，对面向网络化制造的制造资源管理提出了强烈的 要求。近年，国外学者对制造资源模型作了一些研究，如制造资源的约束模型2 1 1 ；基 于s t e p 的制造资源信息模型2 2 l ；产品和制造能力模型框架；工艺能力模型等。国内 这方面的研究有：宋玉银等人基于面向对象和s t e p 技术的制造环境建模；把制造环境 分解为三个子模型：控制结构模型、资源模型和制造能力模型【2 3 】；刘易勇等人把设备 环境分为五层：工厂层、分厂层、工段层、工作站层和设备层，基于特征进行设备环 境建模【2 4 1 。这些研究重点在于企业内部资源模型建立，只偏重于针对单一企业的制造 资源模型以及制造资源能力模型的建立，忽略了网络化和企业联盟条件下关于制造资源 及其配置的描述和研究。 在制造资源建模方面的研究国内有：北京航空航天大学的车帅等提出了基于a s p 的客户化定制服务的制造资源的评估模型，介绍了制造资源评估的因素和过程，以及 在制造资源的选择过程中的层次分析法的应用【2 5 】；西北工业大学姚侣锋等对制造单元 进行三层管理组织形式建模：物理制造单元、工作中心、物理设备；对于物理制造单 元的制造能力分别面向逻辑制造单元和物理制造单元可加工零件建模【2 6 】；西安交通大 学黄海量等研究的制造资源搜索引擎提供制造行业的企业制造资源信息的在线搜索功 能，由用户选择搜索方式并输入搜索关键字或搜索要求进行在线搜索【27 j ；清华大学等 胡长建等结合企业级c a p p 系统t h w e b c a p p 的研究和实践，借助自适应思想和x m l 理念，定义制造资源的x m l 应用m 删l ，进而建立自适应的制造资源数据结构模 型及基于它的网络化制造资源管理系统原型等等。 经过十几年的研究，也产生了一些实际的集成系统，如a m o c o 公司的a d d s ( a m o c od i s t r i b u t e dd a t a b a s es y s t e m ) 具有访问异构性分布式数据库的功能，保持了局 部数据库的独立性，但目前仪仪是一个原型系统。m u l t i b a s e 是美国计算机高级信 息技术公司开发的联邦数据库，它提供了对局部模式和全局模式的视图定义，对用户 来说提供了完全的位置透明性，目前也只是一个原型系统。国内具有代表性的是清华 大学研制的c i m s 系统，它实现了异构数据库的互操作性，但不具有全局数据模式的 概念。北京理工大学的u u h d b 是基于c s 结构的异构数据库联合使用系统，采用了 全局查询语言，但是由于没有进行查询优化，效率较低。 目前，解决异构信息系统集成问题的方法很多，通常的做法有： ( 1 ) 点对点连接式集成方式 第4 页西南交通大学博士研究生学位论文 最甲期的系统应用集成，企业信息系统用户只着眼于解决眼前的一个系统和另外 一个系统的瓦连互通，并不考虑这个系统的合理性和可扩展性。这种集成并不采用什 么专门的e a i 技术，只是使用硬编码来实现系统之间的点对点连接。那些在接口应用 程序a p i 方面具有丰富经验的程序员将负责开发用访问应用程序数据的定制化应用 ( 通常采用二进制格式) ；将其映射、转换为特定的数据结构；根据要求对这些数据进 行操作，并将其提交至目标应用程序。正如应用程序本身那样，这种方式所牛成的是 一套以程序代码形式存在并执行、且具有高度针对性与紧密耦合的功能集合。这种方 式，在有些特定情况下( 比如很小规模的集成系统) 可能会得到相对较高的性能，因 为一切都是为特定情况定制开发的。但集成规模稍一复杂，这种方式代码量大、不可 靠、无法维护等缺点就会显露无疑。集成项目所需消耗的资源范围可以用n 的平方形 式予以表示：n 乖( n 1 ) 2 ，其中，n 为接口端点数量。 ( 2 ) 中央管理器集成方式 由于两两互连方式具有上述明显缺陷，中央管理器( h u b s p o k e ) 的解决方案应运 而生。该方式提供一个应用集成中心( h u b ) ，这个中心具有自己的连接协议，所有需 要集成的系统( s p o k e ) 都和该中心相连。原来用户每集成一个系统，都要考虑该系统 和其他所有系统的点对点连接的协议，数据结构的转换，而在中央管理器结构下，用 户只需要考虑系统和集成中心的点对点连接上转换。这样，原来n 个系统之间的n 宰( n 1 ) 2 个点对点连接减少为n 个连接。但是，这种方式也有缺点。尽管此类平台避免了大 量程序编码工作，并将对端点工作方式的了解程度降至最低限度，但其本质上仍是零 散的定制开发，其缺少完整的适合企业应用集成特点的集成框架和设施，各个模块之 间往往仍然是紧偶合的并绑定特有基础中间件的，而且，有些时候基础中间件的使用 反而会增加系统的技术复杂性。另外，集中式的结构容易造成效率瓶颈，同时存在单 点失效的问题。 ( 3 ) 企业总线式集成方式 随着i t 技术的发展，企业应用集成的需求急剧增加，上述朴素的中央管理器结构 已不能很好的满足这些需求，e s b ( e n t e r p r i s es e r v i c eb u s ，企业服务总线) 的体系结 构逐渐浮出水面。这种体系结构继承了中央管理器( h u b s p o k e ) 式体系结构将各个系 统点对点连接转化为多个系统对中心的连接的理念。但在这种体系结构中，集成中心 被扩展成可以分布在多个物理节点上的总线，从而有效解决了中心一辐条模式的单点 失效和效率问题。 然而，e s b 技术并不仪仪是简单的将集成中心被扩展成总线。企业服务总线本身 提供各种消息路由，数据转换等各种e a i 模式的支持。这种总线一般以成熟的消息中 间件作为其物理消息传递背板，保证消息在分布式环境下可靠高效的传输。 ( 4 ) 面向服务的集成方式 s o a ( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，面向服务的体系架构) 是目前e a i 领域最先 西南交通大学博士研究生学位论文第5 页 进的体系结构。在基于s o a 架构的系统中，具体应用程序的功能被分解成一些松耦合 的、粗粒度的分布式应用组件( 也就是s e r v i c e ，又称为服务) 。而这些服务之间则通过 定义良好的、统一的接口和契约联系起来，以便使构建在各种系统中的服务可以以一 种统一和通用的方式进行交互。利用s o a 可以使企业网络变成一个大的软件开发环 境。这样不但可以大幅度提高了代码重用率，而耳还可以将业务作为链接服务或可重 复任务进行集成，实现企业信息系统管理及应用的快速反应和一体化运作【2 引。 以上部分研究局限在狭义制造资源管理上，因此对广义制造资源涉及面不够；或 仅局限于理论方面的探讨，应用上的研究较少，还有很多内容有待深入研究。在研究 制造资源管理的基础上，才可以研究提出制造资源评价指标体系及评价算法、制造资 源搜索技术等关键技术研究及制造资源管理的实现，本课题提出的面向网络化制造， 基于e h u b 模式的资源管理信息系统的建模方法，合作伙伴接口过程及实现框架的研 究具有重要的学术价值与应用价值。 面对企业大片分散的信息孤岛，如果全部推倒重来，企业付出的代价太大。采用 异构信息系统集成的方案，将企业全面信息化建立在以往信息系统的基础上，对现有 的系统加以有效的整合和提升是当前企业普遍也是最有效的一种方式。 而中小企业的网络化制造经历了从以龙头企业为核心的企业动态联盟到基于a s p 网络化制造的应用模式，再到形成互联网络化制造的应用模式( s a a s ) 。 不难看出，a s p 与s a a s 具有惊人的相似之处，从某种意义上说s a a s 就是a s p 换 了一个名字，重新回到人们的视野中。s a a s 其实本质就是a s p ，a s p 和s a a s 和重点 都是“软件部署为托管服务，通过网络存取”，运营模式都包括“软件所有权属于供应商， 供应商来负责基础设施和软件维护升级工作”，服务方式都是“客户按一定的付费周期 来租赁供应商的服务”。 对s a a s 服务提供商而言，最大的挑战来自于中小企业的管理敏捷性和流程持续优 化。 s a a s 和a s p 一样，如果在客户个性化定制方面没有突破，a s p 的一套软件打天下 的弊端依然如故。 在日益激烈的竞争环境下，企业需要不断地调整和优化流程以面对快速变化的市 场，快速地响应客户需求，企业的管理体系也需要不断精益化，以提高运营效率和降 低运营成本。 s a a s 服务提供商面临的最大难题，随着中小企业内外部环境的不断变化，管理软 件需要基于业务流程不断优化与敏捷定制。 系统间深层次的广泛协作，实现异构系统之间、新老系统之间的数据透明交换， 建立安全、稳定、高性能、跨平台、跨应用平台的数据交