基于本体语义的制造网格构建机理研究摘要：针对制造资源共享和协同制造的困难，提出了基于本体语义的制造网格系统的构建思路。首先定义了制造网格服务模型，以及制造网格环境中资源封装和运行管理的基本单元――制造服务域；然后提出了基于本体语义的制造网格的体系结构及其关键问题；最后详细分析了制造网格服务响应流程中基于本体语义的服务发现、制造服务域的构造以及制造网格服务的完成等活动的执行过程。关键词：制造网格服务；制造服务域；语义；本体：TP391文献标志码：A：1001-3695(2008)08-2289-03ConstructionmechanismofmanufacturinggridbasedonontologysemanticsZHANGSha-qing,LIUQiang,ZHANGPing,CHENXin(GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510520,China)Abstract:Aimingatthecurrentproblemsinlargescaleinformationsharingandcollaborationamongthemanufacturingcells,thispaperproposedaframeworkfortheconstructionofmanufacturinggridbasedonontologysemantic.Firstly,describedmanu-facturinggridservicemodel,anddefinedmanufacturingservicedomain,whichwasthebasiccellforresourceencapsulationinmanufacturinggridandwasvitaltorun-timemanagementofmanufacturinggrid.Then,putforwardarchitectureandkeyproblemsofmanufacturinggridbasedonontologysemantics.Finally,itanalyzedtheresponsiveprocessformanufacturinggridservicebasedonontologysemanticsindetail.Keywords：manufacturinggridservice(MGS);manufacturingservicedomain(MSD);semantics;ontology0引言制造网格（manufacturinggrid，MG）是网格计算思想在制造领域内的拓展应用，其本质在于将具有分布与共享、动态与多样性、自治性及其多重性[1]、重用与融合性等特点的资源从其所有者手中以网格服务的形式提供给资源消费者，旨在实现制造资源的封装和全面共享。然而，制造网格服务提供方式、服务主体、计算方式等与计算网格存在较大差异，主要体现在：a）制造网格中服务提供者（制造资源的所有者）的目标就是在激烈的市场竞争中实现自身利润的最大化或成本的最小化，具有强烈的社会属性。其提供服务的能力也随所处的社会环境和经营现状而变化，在一个服务响应周期内可能出现大幅度波动。b）服务的物理体现不一样。计算网格或电力网格所提供的服务作为有形实体（计算能力、电力）属于流式同质[2]，可以精确量化，是相对实时提交的，容易形成计价体系，具备弱商业风险的特性，因而在服务过程容易完成结算，并省略了绝大多数的中间适配过程；制造网格中的服务是制造过程和制造能力的一个网格代理，具有结构复杂、服务再分、报价和核算随动、提交物的产生过程和提交过程与网格分离等鲜明特性。c）制造网格中的计算方式从大量的数据计算、信息处理转向信息的协同与制造实体之间的互操作。这些差异的出现使得在构建制造网格系统时应有不同的侧重，特别要求有清晰的职能定位，不但要提供对制造资源的一致访问，如制造资源注册和搜索、制造能力描述、制造协作和联动等内容，也要提供对制造任务立项到完成的全过程跟踪、监控和响应，如制造任务立项、制造任务执行过程监控、制造资源调度、资金结算等内容。另外，由于制造资源的异质、异构、异地的特性以及制造过程的复杂性，使得制造网格的资源封装与制造网格服务的描述及发现也存在如下困难：a）虽然Web服务资源框架（WSRF）和网格服务描述语言（GWSDL）对网格服务的具体接口方面的表达能力较为细致，但没有提供高层的服务描述信息，缺乏服务功能、服务能力等的语义描述，所以要查找特定功能的制造网格服务只能以关键字匹配为主，不能使用细化、泛化、平级扩展等语义操作进行查询，无法实现基于语义推理的智能化检索，检索效率不高；b）对于无形的逻辑资源（如知识资源、虚拟组织[3]等）应该如何封装与动态组合，封装的粒度和层次如何，如何具体描述其服务接口；c）不能量化候选服务与用户所查询服务之间的符合程度。基于以上制造网格的特点与现状，本文对制造网格服务和制造网格构建机理进行了研究，并将本体引入制造网格系统，力图构建一...