[发明专利]一种面向增量制造的资源自主管理方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及计算机集成制造领域和人工智能的技术领域，特别是涉及增量制造资源自主管理的方法及相关系统的技术领域。

【背景技术】

自主管理技术目标是降低大规模、动态系统管理的复杂性，使在复杂的网络设备能够在预设策略实现自身管理。IBM的白皮书An Architecture Blueprint for Automatic Computing提出一个普适的自主系统构架，专利CN1581154B提出了一个5层通用自主系统构架。但已有系统和架构并未提及面向制造资源的自主管理，也没有包括管理策略的具体的表达和存储方法，以及如何通过管理策略控制自主系统决策的推理方法。

增量制造技术是基于材料堆叠成形的制造工艺的总称，具有集成度高、可控性好、清洁，以及节省材料等优势，随着其所能提供产品的强度和精度的不断提高，在工业中的应用逐渐增多。此外，增量制造工艺也广泛用于人体器官打印、食品、服装和建筑等领域。

云制造是建立在云计算、物联网和计算机集成制基础上的制造服务组织模式，通过本体技术对制造资源进行描述、抽象和封装，借助虚拟化技术集成制造资源，将实体资源建立公共服务平台为消费者提供制造服务。

与传统制造技术相比，增量制造具有独特的工艺形式和技术优势更适合建立集中管理、按需服务的云制造平台。典型的增量制造流程是通过网络提交计算机工件模型，报价、合同签订、机器加工，后处理和物流返回，流程相对简单，易于集成，但尚未形成大规模的增量云制造平台服务。

目前云制造技术的研究与实施主要关注实体制造资源，如机床、加工中心、仿真设备、试验设备、物流货流等制造设备的资源描述与管理，以及人/组织、业绩、信誉等运营要素的接入和感知。由于产业结构和工艺流程的复杂性，现存多为第三方提供商面向制造企业提供的服务云平台，具体制造领域的云平台的实施尚处于初级阶段，对增量制造的云平台建设尚未有明确的实施方法与案例。

为实现面向增量制造的资源集成，向用户提供透明化的商业增量制造云服务，一个主要的问题是如何有效的管理庞大数目的制造设备和相关软硬件资源，其核心是使增量制造云平台能够支持设备的动态加入、删除和管理，提供服务接口，并使制造资源的运行和协作遵从商业策略的指导。在此过程中，如何解决自主管理器运行和维护中产生的策略冲突，是保证商业服务正常运行的关键。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种面向增量制造的资源自主管理方法，能够接入和管理大多数增量制造设备和相关资源，向应用层提供虚拟制造资源池。

为实现上述目的，本发明提出了一种面向增量制造的资源自主管理方法，包括若干个相互独立的自主管理节点，每个自主管理节点连接各自被管资源构成资源虚拟池向应用层提供服务，若干资源虚拟池构成资源层，应用层依赖不同企业或平台的应用模式，可接收来自自主管理节点的服务注册，任意一个自主管理节均可升级为主控节点，主控节点能够向相邻对等节点发起协作请求，主控节点监督并且协助自主管理节点完成请求，所述相邻对等节点为主控节点在一个网段上可访问的自主管理器节点，所述被管资源包括监控设备、软件以及制造资源，自主管理节点的结构包括虚拟服务、虚拟服务管理器、规则引擎、执行器、传感器、监视器、事件管理器和知识库。

作为优选，所述虚拟服务为从被管资源转换而来的一组具有统一接口的虚拟服务集合；虚拟服务管理器为自主管理节点和制造资源的中间层；规则引擎能基于可废止推理方法生成业务决策；执行器能根据业务决策执行编排的服务，并向事件管理器反馈结果；监视器能接收从传感器得到的外部环境变化、设备状态变化信息，判定可能的事件，并向事件管理器反馈，将导致知识库中规则的变化；事件管理器能接收外部服务请求，在资源管理节点无法对事件响应时，能发起一个协作请求并监督完成的过程；知识库为存储和管理知识的数据库模块，所述知识包括事实、规则及规则之间优先级关系。

作为优选，所述知识库中的事实由有序对(p,v)表达，p表示属性，v表示值，属性和值组合可以表达复杂的对象。

作为优选，所述知识库中的规则由硬性规则和可废止规则构成，所述硬性规则表示可靠的知识，可废止规则定义不确定的知识，硬性规则和可废止规则均由有序对({F},{A})构成表达，其中{F}定义为一组事实的集合，{A}为动作集合，所述{A}中元素数目最大为1，{F}可为空集。

作为优选，所述自主管理节点启动后，从知识库读入事实和规则，进入执行过程，所述执行过程包括事件执行流程、协作流程和状态监控流程三个执行循环；