CN107872514A - 一种直升机的云制造管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于直升机制造领域，具体涉及一种直升机的云制造管理系统。如何在直升机制造过程中整合社会化存量资源，提高资源利用率，降低能源消耗，减少排放，从而实现服务性制造，已成为我国直升机制造领域迫切需要解决的问题。本发明的直升机云制造的管理系统，包括制造服务提供模块、制造服务管理模块和制造服务使用模块，其中所述制造服务提供模块向各种服务供应方提供帐户入口，并根据服务内容进行分类和标识，服务内容包括制造资源和制造能力。通过重新整合直升机制造创新资源，全面提升了直升机制造产品创新工作质量和效率，保障了科研与生产的紧密衔接，实现了创新成果的快速产业化，促进了直升机制造产业结构的优化升级，从而提升了国内直升机制造业的竞争力。

Description

一种直升机的云制造管理系统

技术领域

本发明属于直升机制造领域，具体涉及一种直升机的云制造管理系统。

背景技术

目前随着我国国民经济建设的快速发展，直升机在灾难救助、警用巡逻、交通指挥等领域发挥着越来越重要的作用。国内直升机的巨大潜力逐渐呈现，成为全球直升机公司争夺的焦点，面对来势汹汹的外来“侵略者”，目前处于起步阶段的国内直升机公司必须探索一条更适合自身发展的运作模式，整合社会资源，沿着科技化、市场化、服务化的道路不断发展。

直升机是投资较长、风险较高的高科技行业，国内直升机产业受外部和内部环境因素的制约，存在很多问题：1)融资难。融资难是制约国内直升机企业发展的最大障碍，形成我国直升机企业数量多、规模小的现状；2)产品质量低、技术含量低、竞争力差。受资金、设备、技术、创新等方面因素的制约，产品质量低，重合度过高的现象，造成行业布局、产品结构严重失控；3)人才缺乏，管理落后，创新能力差。直升机企业普遍存在管理和专业技术人才缺乏，管理人才的缺乏直接导致管理制度不健全，管理水平落后的现象，专业技术人才的缺乏导致企业科研和创新能力薄弱。

如何在直升机制造过程中整合社会化存量资源，提高资源利用率，降低能源消耗，减少排放，从而实现服务性制造，已成为我国直升机制造领域迫切需要解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明将云计算框架与直升机制造生命周期各环节服务相互交叉形成直升机云制造系统，为制造资源的提供者和使用者提供一个交易的平台。

本发明的直升机云制造的管理系统，包括制造服务提供模块、制造服务管理模块和制造服务使用模块，其中

所述制造服务提供模块向各种服务供应方提供帐户入口，并根据服务内容进行分类和标识，服务内容包括制造资源和制造能力；

所述制造服务管理模块包括感知层和虚拟层，感知层包括感知与接入装置、传输网络，其中感知与接入装置采用RFID、接入适配器或无线传感器网络中的一种或多种，采集现场的事件和数据；传输网络采用互联网、无线网络或移动通信网一种或多种，将感知与接入装置采集到的信息发送至虚拟资源云池；虚拟层对虚拟资源云池中的虚拟资源进行管理；所述虚拟资源包括对接收到的人力资源、制造资源和物料资源数据化后，再进行虚拟对应的封装数据，以及对系统的计算能力、存储能力和网络的虚拟化；

所述制造服务使用模块为服务使用者提供统一的任务需求发布接口，对用户输入的任务信息进行形式化的封装，并将相关信息发送至所述制造服务管理模块，获得处理后的制造服务信息。

制造服务提供模块提供注册接口，对服务提供者输入的服务信息进行形式化封装，形成标准的制造云服务的形式化描述，以便系统能够对制造云服务进行识别和管理。

述制造资源包括计算资源、硬资源和软资源，其中计算资源包括存储、运算器资源；硬资源包括制造过程中的物料资源、机床、加工中心、仿真设备、计算设备；软资源包括制造过程中的软件资源、知识资源、数据资源、信息资源、人力资源、物流资源及各种模型；所述制造能力包括制造过程中有关的论证、设计、生产、仿真、实验、管理和集成。

所述虚拟资源管理包括云服务的接入管理、云用户管理、云制造服务的动态组合与优化、云制造任务的动态构建分解与部署、云制造服务搜索与匹配、云制造服务的成本评估、服务提供者的信用管理和云服务的电子支付。

所述虚拟资源管理采用动态构建分解与部署，将一个复杂的任务分解为一系列的云制造任务的集合。

所述虚拟资源管理采用云制造服务搜索与匹配方法，根据关键词匹配、语义本体匹配算法，对制造资源和服务进行排序，控制并管理系统所有制造服务，寻找相匹配的制造云服务的候选集合。

制造服务使用模块通过模糊积分度量用户的资源需求和系统服务资源之间的匹配程度。

通过所述制造服务使用模块形成标准、规范的云制造任务的形式化描述，使得任务能够被云制造管理系统自动识别，以便实现自动化的任务分解以及供需匹配。

该系统同时为多个用户提供服务。

有益效果：本发明将分散在不同企业的直升机各类制造资源通过网络接入云制造服务系统，经过制造服务抽象、封装、映射、转化，形成虚拟化的制造服务，由云制造服务系统统一进行管理、控制和调度，实现制造服务按需使用、统一管理调度。云制造系统能够高效运算并处理与生产制造相关的大量数据，减少人员的控制，通过对数据的分析和整理，生产相应的工作计划并付诸行动。

通过重新整合直升机制造创新资源，全面提升了直升机制造产品创新工作质量和效率，保障了科研与生产的紧密衔接，实现了创新成果的快速产业化，促进了直升机制造产业结构的优化升级，从而提升了国内直升机制造业的竞争力。

附图说明

图1为本发明的一种直升机云制造管理系统结构图；

图2为本发明的制造服务管理模块示意图；

图3为本发明的一种直升机云制造管理系统服务模式示意图。

具体实施方式

一种关于直升机云制造管理系统，采用当前信息技术的前沿理念，把“软件即服务”的理念拓展至“制造即服务”。此系统分为服务提供模块、服务管理模块、服务使用模块三部分。服务提供模块将云端与服务器连接成分布式网络，用户通过云端进行访问系统；服务管理模块主要是从云服务组织和使用的层面来研究云服务的分类、监控、匹配、组合、调度、安全、能耗等；服务使用模块通过模糊积分度量用户的资源需求和系统中服务资源间的匹配程度，给出了基于模糊积分的云服务资源匹配算法，计算服务资源对资源需求的匹配度。

进一步地，服务提供模块提供了服务注册接口，对服务提供者输入的服务信息进行形式化的封装，形成标准、规范的制造云服务的形式化描述，以便系统能够以明确的、无歧义的方式对制造云服务进行识别和管理。

进一步地，服务管理模块按照制造资源信息的不同表现形态，分为虚拟层、和感知层，如图2所示。通过对现有网络化制造与服务技术进行延伸和变革，将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，并进行统一、集中的智能化管理和经营，为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用、安全可靠、优质廉价的服务，从而体现“分散资源集中使用”和“集中资源分散服务”的思想，实现“多对多”的服务模式，汇聚分布式资源服务进行集中管理，为多个用户同时提供服务。进一步地，虚拟层是此系统的核心，由虚拟资源池和虚拟资源管理两部分组成，其中虚拟资源池除了将计算虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化外，还包括制造资源和制造能力的虚拟化，制造资源和制造能力主要包括：

a)计算资源：制造过程中的存储、运算器等资源；

b)硬资源：制造过程中的物料资源、机床、加工中心、仿真设备、计算设备、试验设备等；

c)软资源：制造过程中的软件资源、知识资源、数据资源、信息资源、人力资源、物流资源及各种模型等；

d)制造能力：制造过程中有关的论证、设计、生产、仿真、实验、管理和集成等能力。

进一步地，虚拟层中的虚拟资源管理除了包括云服务的接入管理、云用户管理、云制造服务的动态组合与优化、云制造任务的动态构建分解与部署、云制造服务搜索与匹配等，还包括云制造服务的成本评估、服务提供者信用管理机制、云服务的电子支付。

进一步地，虚拟层中的虚拟资源管理采用的动态构建分解与部署是将一个复杂的任务分解为一系列的云制造任务的集合，以简化制造任务执行的难度。对于不同的任务，分解方式不同，如按照工艺流程分解、按任务批量分解等，任务类型而异，但其接口形式是不变的。其功能可描述为对于一个标准化描述的云制造任务的输入，分解输出一组子任务集合的序列。

进一步地，虚拟层中的虚拟资源管理采用的云制造服务搜索与匹配是基根据关键词的匹配、基于语义本体的匹配等算法，对制造资源和服务进行排序，控制并管理系统的所有资源提供的制造服务。找一组与其功能相匹配的制造云服务的候选集合，推荐的服务数量及排序方式可以由用户设定，其中具体的算法可以根据用户需求动态配置。

进一步地，虚拟层中的虚拟资源管理采用的服务流程的动态构造管理是基于数据挖掘，将服务使用者常用的、使用频度大于一定阈值的具体服务流程分离出来，独立发布，形成动态组合服务，以提供“一站式”的服务；

进一步地，虚拟层中的虚拟资源管理采用的服务提供者信用管理机制是釆用掘客技术，根据可追湖的服务浏览、交易、使用、下载等记录以及公众的评论，对服务的质量和信用进行评价，再借助社会网络的方式来传播和监督云服务的质量问题，通过社会网络，云制造平台中的质量问题信息能够很快地传播，影响也很大，因此对服务提供方而言，形成了一股巨大的质量压力。

进一步地，感知层通过接入终端采集物理世界中发生的物理事件和数据，确保为云制造系统的虚拟层提供分析所需的原始数据。每个接入终端都是由传感器节点组成的网状拓扑结构,其中每个传感器节点由传感器、微处理器和通信单元组成，通过视频感知、定位感知等前端建设或接入，实现对制造资源和制造能力的信息全面、实时、可靠采集和传输。

进一步地，服务使用模块为服务使用者提供了统一的任务需求的发布接口，对用户输入的任务信息进行形式化的封装，形成标准、规范的云制造任务的形式化描述，避免需求理解上的模糊性和歧义性，使得任务能够被云制造系统自动的识别，以便实现自动化的任务分解以及供需的匹配等。

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明专利，应理解这些实施例仅用于说明本发明专利，而不用于限制本发明专利的范围。

直升机产品研发的设计、分析、仿真、测试等所需的大型高性能计算软硬件分散在不同地区的单位，配置分散、造价高昂、利用率低，运用云制造将这些制造资源集中管理和调配，以满足大规模研制工程高效开展的需要，具体实施方式的步骤如下：

步骤一：传统的制造模式主要涉及两类用户，即制造资源和能力的提供者及其使用者。而在云制造模式下，云制造平台本身并不为用户提供制造资源，它主要为制造资源的供需双方提供一个交易的平台，对云制造的需求和资源进行运营和管理，所以云制造的用户还包括云制造平台的操者,如图3所示。资源与服务的提供者拥有并提供直升机制造过程中涉及到全生命周期的制造资源和能力，提供者可以是一个人、一个组织、一个企业；系统的操作者通过系统的管理和维护系统,为使用者和提供者搭建交易的环境,通常管理一些资源报告、系统日志、服务的启动与关闭等；服务使用者是云系统中资源与服务的订购者，他们根据个人需要，通过支付来订购自己制造资源的使用权，

步骤二：制造资源的提供者首先将制造资源和制造能力封装成制造云服务，并接入到云制造资源池中，这些制造资源种类繁多，分属不同企业，具有不同的地域属性，形态各异，功能各不相同。

步骤三：云制造系统的操作者对云制造资源池进行管理，保证能够即时按需提供可靠的制造云服务，并提供模拟的服务器系统以搭建开放的运行环境和接口，这有利于服务提供商在云系统虚拟服务器上部署应用，向客户终端展示设计、生产、物流和售后等信息。

步骤四：资源和能力使用者对系统发起任务请求，当这个任务涉及多项服务时，系统会对其进行分解，对产品、资源和制造商进行合理调配，实现使用者与提供者之间的交互与协作。

通过建立统一的管理平台，实现了直升机领域统一的资源整合、信息共享、管控衔接，真正发挥国内直升机企业的整体优势。此外，通过长期运营，直升机云制造系统具备处理大数据和高并发能力，根据各领域数据、用户习惯等信息，为系统的使用者智能化推荐个性化定制服务。

Claims (9)

1.一种直升机云制造的管理系统，其特征在于：该系统包括制造服务提供模块、制造服务管理模块和制造服务使用模块，其中

所述制造服务提供模块向各种服务供应方提供帐户入口，并根据服务内容进行分类和标识，服务内容包括制造资源和制造能力；

所述制造服务管理模块包括感知层和虚拟层，感知层包括感知与接入装置、传输网络，其中感知与接入装置采用RFID、接入适配器或无线传感器网络中的一种或多种，采集现场的事件和数据；传输网络采用互联网、无线网络或移动通信网一种或多种，将感知与接入装置采集到的信息发送至虚拟资源云池；虚拟层对虚拟资源云池中的虚拟资源进行管理；所述虚拟资源包括对接收到的人力资源、制造资源和物料资源数据化后，再进行虚拟对应的封装数据，以及对系统的计算能力、存储能力和网络的虚拟化；

所述制造服务使用模块为服务使用者提供统一的任务需求发布接口，对用户输入的任务信息进行形式化的封装，并将相关信息发送至所述制造服务管理模块，获得处理后的制造服务信息。

2.根据权利要求1所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：制造服务提供模块提供注册接口，对服务提供者输入的服务信息进行形式化封装，形成标准的制造云服务的形式化描述，以便系统能够对制造云服务进行识别和管理。

3.根据权利要求2所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：所述制造资源包括计算资源、硬资源和软资源，其中计算资源包括存储、运算器资源；硬资源包括制造过程中的物料资源、机床、加工中心、仿真设备、计算设备；软资源包括制造过程中的软件资源、知识资源、数据资源、信息资源、人力资源、物流资源及各种模型；所述制造能力包括制造过程中有关的论证、设计、生产、仿真、实验、管理和集成。

4.根据权利要求1所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：所述虚拟资源管理包括云服务的接入管理、云用户管理、云制造服务的动态组合与优化、云制造任务的动态构建分解与部署、云制造服务搜索与匹配、云制造服务的成本评估、服务提供者的信用管理和云服务的电子支付。

5.根据权利要求4所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：所述虚拟资源管理采用动态构建分解与部署，将一个复杂的任务分解为一系列的云制造任务的集合。

6.根据权利要求4所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：所述虚拟资源管理采用云制造服务搜索与匹配方法，根据关键词匹配、语义本体匹配算法，对制造资源和服务进行排序，控制并管理系统所有制造服务，寻找相匹配的制造云服务的候选集合。

7.根据权利要求1所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：制造服务使用模块通过模糊积分度量用户的资源需求和系统服务资源之间的匹配程度。

8.根据权利要求7所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：通过所述制造服务使用模块形成标准、规范的云制造任务的形式化描述，使得任务能够被云制造管理系统自动识别，以便实现自动化的任务分解以及供需匹配。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的直升机云制造的管理系统，其特征在于：该系统同时为多个用户提供服务。