云制造原理与应用 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书系统、深入地介绍了云制造的基本原理、技术、系统与应用，主要内容涉及三个方面：云制造的基础理论及架构技术、云制造运行管理技术以及云制造应用技术。书中以云制造的概念、体系结构、虚拟化技术以及云端化技术为核心，论述了基础理论及底层构建，从云制造服务解析、云制造服务匹配、区分粒度的资源调度、多粒度弹性调度、多粒度访问控制等方面论述了云制造运行管理技术，从云打印应用、云制造平台框架与设计等方面论述了云制造应用技术。

本书适合于先进制造技术、制造业信息化技术方向的学术研究人员、科技人员及企业事业单位管理人员参考，也可用作高等院校计算机、机械制造、自动化、企业管理等专业的研究生和高年级本科生的教材。

第1章  绪论                  1

  1.1 

云制造产生背景                  1

    1.1.1  网络化制造与制造网格                  1

    1.1.2  云计算到云制造                  4

  1.2 

云制造的国内外研究现状                 

6

    1.2.1  云计算技术                  6

    1.2.2  云制造概念与框架                  7

    1.2.3  云端化技术                  8

    1.2.4  云制造的语义解析                  9

    1.2.5  虚拟化技术                  10

    1.2.6  访问控制技术                  10

    1.2.7  多粒度及弹性调度技术                  11

    1.2.8  云打印技术                  12

  1.3 

开展云制造研究与应用的意义                 

13

    1.3.1  云制造研究与应用的主要方面                  13

    1.3.2  云制造研究与应用的意义                  16

第2章  云制造概念及体系结构                  17

  2.1 

云制造产生的理论基础                 

17

    2.1.1  云制造系统的演化路径                  17

    2.1.2  云制造系统的演化动因及方程                  18

  2.2 

云制造的概念与内涵                 

19

    2.2.1  云制造的概念                  19

    2.2.2  云制造的内涵                  20

    2.2.3  云制造与现有模式的比较                  21

  2.3 

云制造体系结构                 

22

    2.3.1  云制造体系结构                  22

    2.3.2  云制造的核心特征                  24

    2.3.3  云制造中的关键技术                  25

  2.4 

云制造的组织模式                 

26

    2.4.1  云制造的角色                  26

    2.4.2  云制造的组织模型与租赁博弈                  27

  2.5 

云制造的运行流程                 

30

    2.5.1  云制造的运行机理                  30

    2.5.2  云制造的运行机制                  31

    2.5.3  云制造的运行流程                  34

第3章  云制造资源虚拟化技术                  37

  3.1 

引言                  37

  3.2 

云制造资源虚拟化模型                 

37

  3.3 

云制造的资源模板及其描述技术                 

38

    3.3.1  制造资源的分类                  38

    3.3.2  制造资源模板                  39

    3.3.3  基于RDF的云制造资源描述                  41

  3.4 

基于模板的云制造资源服务化封装                 

42

    3.4.1  资源封装模板                  42

    3.4.2  云制造资源封装实例分析                  43

  3.5 

虚拟资源的发布与部署                 

45

  3.6 

云制造虚拟化实现技术                 

48

    3.6.1  资源描述与服务化封装                  48

    3.6.2  云制造资源虚拟化功能及实现                  50

第4章  云制造的资源云端化技术                  52

  4.1 

引言                  52

  4.2 

资源物联网络体系                 

52

    4.2.1  Ad Hoc网络                  52

    4.2.2  WLAN网络                  53

    4.2.3  WSN网络                  55

    4.2.4  无线Mesh网络                  55

  4.3 

云制造资源的主要接入方法                 

56

    4.3.1  物联网接入                  56

    4.3.2  嵌入式接入                  57

    4.3.3  PC技术接入                  57

  4.4 

基于ZigBee的云资源接入框架                 

58

    4.4.1  资源物联层                  58

    4.4.2  资源监控层                  58

    4.4.3  资源接入层                  59

  4.5 

基于ZigBee技术的云制造资源接入                 

59

    4.5.1  基于ZigBee的设备资源地址分配                  59

    4.5.2  ZigBee网络中的AODVjr算法                  59

    4.5.3  AODVjr路由协议                  60

    4.5.4  改进AODVjr算法                  61

    4.5.5  仿真分析                  63

  4.6 

云端接入技术的实现案例                 

66

    4.6.1  云制造资源的硬件系统设计                  66

    4.6.2  PC云端管理软件开发                  73

    4.6.3  底层平台PC接入云服务平台                  77

第5章  云制造的服务解析及服务匹配技术                  79

  5.1 

引言                  79

  5.2 

云制造资源类型                  79

    5.2.1  云制造资源本体框架                  79

    5.2.2  基于语义的资源本体库                  80

    5.2.3  资源本体库映射                  82

  5.3 

基于Jean推理机的客户需求分析解析                 

84

    5.3.1  常见推理机                  84

    5.3.2  Jean推理机                  85

    5.3.3  推理功能的实现                  86

    5.3.4  系统流程图                  88

  5.4 

云制造资源服务匹配问题研究                 

88

    5.4.1  云制造资源服务匹配相关问题                  88

    5.4.2  单资源服务等级匹配算法                  89

    5.4.3  聚合资源服务匹配算法                  92

第6章  云制造资源调度技术                  98

  6.1 

引言                  98

  6.2 

基于等级划分的云制造动态资源调度技术研究                 

98

    6.2.1  云制造资源调度框架                  98

    6.2.2  云制造资源调度算法                  99

    6.2.3  实验验证                  101

  6.3 

区分粒度的云制造资源调度技术                 

102

    6.3.1  云制造资源多粒度划分技术                  102

    6.3.2  云制造环境下资源聚合问题                  112

    6.3.3  聚合资源多粒度调度过程                  112

    6.3.4  资源多粒度聚合模型求解                  114

    6.3.5  资源多粒度调度结果                  118

  6.4 

云制造环境下弹性调度技术研究                 

120

    6.4.1  云制造环境下资源动态调度                  120

    6.4.2  云制造资源弹性调度框架                  123

    6.4.3  云制造资源弹性模型求解                  125

    6.4.4  算例及结果分析                  128

第7章  云制造多粒度访问控制策略研究                  131

  7.1 

引言                  131

  7.2 

无约束云制造多粒度访问控制策略研究                 

131

    7.2.1  云制造访问控制授权问题分析                  131

    7.2.2  云制造多粒度资源访问控制模型                  132

    7.2.3  多粒度访问控制有向图                  135

    7.2.4  基于K-短路的无约束访问控制模型求解                  135

    7.2.5  算例及性能分析                  137

  7.3 

容量约束下的云制造多粒度访问控制策略研究                 

138

    7.3.1  多粒度访问控制策略中的约束性分析                  138

    7.3.2  基本定义                  139

    7.3.3  容量约束下的云制造多粒度访问控制算法                  139

    7.3.4  算例及性能分析                  146

第8章  云打印                  151

  8.1 

引言                  151

  8.2 

云打印的演化路径                 

151

  8.3 

云打印体系结构分析                 

152

  8.4 

云打印常见模式与标准规范                 

154

    8.4.1  云打印服务的基本模式                  154

    8.4.2  云打印标准及规范研究分析                  155

  8.5 

基于QoS的打印服务调度分析研究                 

157

    8.5.1  云打印服务调度分析                  157

    8.5.2  基于QoS的打印服务调度技术研究                  158

    8.5.3  实验验证                  163

  8.6 

云打印服务平台及云打印服务器设计                 

166

    8.6.1  云打印服务平台设计                  166

    8.6.2  云打印服务器设计                  169

    8.6.3  云打印终端的开发基本流程                  171

    8.6.4  测试与结果                  171

第9章  云制造平台框架与设计                  174

  9.1 

云制造平台框架                 

174

    9.1.1  模块间关系                  175

    9.1.2  平台逻辑结构                  176

  9.2 

系统开发环境与工具                 

177

    9.2.1  CloudSim                  177

    9.2.2  网络服务开发工具                  178

  9.3 

模块功能与设计                 

179

    9.3.1  模块功能分析                  179

    9.3.2  云资源节点与云制造平台之间的通信方法                  182

    9.3.3  网络服务的设计                 

186

  9.4 

使用流程                  191

  9.5 

界面设计与验证                 

192

参考文献                  194

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前言

网络技术的飞速发展和广泛应用，深刻地改变了人类社会的生产和生活方式。当前，“互联网 ”已上升至我国的国家战略，云制造作为“互联网 制造业”的先进制造模式和手段，极大地改变了制造企业的制造、运作与管理模式，云制造是云时代在制造领域的体现和发展，是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等的交叉融合，能够实现制造资源共享、协同工作、降低制造成本、提高资源利用率之目的，进而有效推动制造业信息化水平的快速发展。

云制造作为一种先进的制造理念和制造模式，覆盖了企业生产经营的所有活动和产品全生命周期的各个环节，以“按需服务”为核心，以资源虚拟化及多粒度、多尺度的访问控制为手段。云制造以资源共享及任务协同为目标，聚合分布、异构、多自治域的资源，通过网络为媒介，以透明、简捷、灵活的方式构建开放、动态的协同工作支持环境，提供通用、标准和规范的制造服务。云制造技术新、发展快，许多关键技术问题还处于探索阶段，目前尚未见到有全面系统讨论云制造的相关书籍，为此，本书作者在长期研究的基础上，结合研究中取得的成果，力图对云制造原理与应用进行较为全面的论述。

本书全面论述了云制造原理及其应用方面的相关技术与方法，共分为10章。第1章讨论了云制造的背景、国内外研究现状以及研究、应用的主要方面和意义。其余章节作为技术内容可以分为三大部分：部分（第2~4章），以云制造的基础理论、架构、底层构建技术为主，以云制造的概念、体系结构、虚拟化技术以及云端化技术为核心进行了研究与论述；第二部分（第5~7章），以云制造运行管理技术为主，对云制造服务解析、云制造服务匹配、区分粒度的资源调度、多粒度弹性调度、无约束及容量约束下的多粒度访问控制进行了研究与论述；第三部分（第8~9章），以云制造的应用为主，对云打印应用以及云制造平台框架与设计进行了研究与论述，为云制造的应用提供了实例及技术借鉴。

本书的主要技术内容汇集了桂林电子科技大学李春泉教授2008年以来指导的硕士生（王彦伟、胡春杨、朱攀峰、何汉钊、 唐海波、

张能等）的学位论文的部分成果，以及与江苏大学博士后导师杨平教授合作研究的成果。本书由李春泉主持撰写，尚玉玲参与了第2~5章内容的撰写与整理，张明参与了第6~9章内容的撰写和整理。部分在读研究生常钰河、刘丹、赵帅锋、王弘杨等参与书籍的排版、校对等工作。

本书汇集的部分科研成果是在国家自然科学基金“云制造环境下多粒度访问控制方法研究”（51165004）、广西制造系统与先进制造重点实验室主任基金“区分粒度的云制造服务自适应访问控制方法研究”（桂科能10-046-07_004）等资助下完成的。在研究过程中得到了美国北卡罗来纳州立大学Yuanshin

Lee教授、江苏大学杨平教授、桂林电子科技大学周德俭教授、上海大学刘丽兰教授、桂林理工大学刘电霆教授等同行的支持和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于作者水平和经验有限，书中难免存在疏漏之处，恳请读者批评指正。