進(jìn)入“十二五”，我國制造業(yè)正面臨著“優(yōu)化結(jié)構(gòu)、由大變強(qiáng)”的關(guān)鍵時(shí)期，中國制造業(yè)必須實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)型向服務(wù)型、從價(jià)值鏈低端向中高端的轉(zhuǎn)變，從而使我國由制造大國變成制造強(qiáng)國。這對(duì)我國制造業(yè)特別是量大面廣的中小企業(yè)來說是很大的挑戰(zhàn)。我國的中小企業(yè)數(shù)量達(dá)90％，普遍存在資金和人才缺乏、產(chǎn)品研發(fā)能力和高端制造能力不足、經(jīng)營管理水平落后、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作能力低下等問題，如何為中小企業(yè)提供服務(wù)、滿足它們的需求、提升它們的制造水平，對(duì)中國制造業(yè)的發(fā)展有重大意義。

　　在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展大趨勢(shì)下，云制造服務(wù)模式能“有效盤活社會(huì)制造資源的存量，優(yōu)化配置，提高社會(huì)資源利用率，降低社會(huì)整體的資源使用成本”。云制造是現(xiàn)有云計(jì)算和現(xiàn)有制造業(yè)信息化中的網(wǎng)絡(luò)化制造、ASP平臺(tái)、制造網(wǎng)格等概念和技術(shù)的延伸和拓展，是一種利用網(wǎng)絡(luò)和云制造服務(wù)平臺(tái)，按用戶需求組織網(wǎng)上制造資源，為用戶提供各類按需制造服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化制造新模式。面向中小企業(yè)的云制造服務(wù)平臺(tái)基于互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，將成為我國中小企業(yè)充分利用和共享制造資源，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)、經(jīng)營管理和生產(chǎn)制造能力，增強(qiáng)企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要支撐手段。

　　制造領(lǐng)域的制造服務(wù)涉及到眾多行業(yè)，種類繁多，而且還有自然語言描述多、專業(yè)術(shù)語多的特點(diǎn)。如何使云制造服務(wù)使用者可以從海量繁復(fù)的數(shù)據(jù)中便捷地搜索到自己需要的最佳服務(wù)是中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)的研究重點(diǎn)。本文將重點(diǎn)研究云制造服務(wù)的分類、語義描述、本體建模和推理，采用Protege本體建模工具刨建和編輯本體，并利用推理機(jī)插件對(duì)建立的本體模型進(jìn)行推理。

　　1、云制造服務(wù)分類

　　云制造服務(wù)的分類，是解決云制造服務(wù)資源主體問題的源頭。通過各種分類方式把云制造服務(wù)分類后，可使之細(xì)化到具體的某個(gè)領(lǐng)域，縮小云制造服務(wù)的搜索范圍。

　　云制造服務(wù)主要包括兩方面，一方面是制造資源(是指物理存在的、具有靜態(tài)傳輸介質(zhì)的一種資源形式，包括計(jì)算資源、制造設(shè)備資源、軟件資源、物料資源、知識(shí)資源和人力資源)的簡(jiǎn)單買賣或租賃服務(wù)，雙方不產(chǎn)生或者產(chǎn)生較少的業(yè)務(wù)交互；另一方面是在制造活動(dòng)中，服務(wù)提供者結(jié)合主觀能力要素和制造資源要素為制造企業(yè)提供復(fù)雜協(xié)同業(yè)務(wù)的服務(wù)，服務(wù)供需雙方存在業(yè)務(wù)邏輯依存關(guān)系和信息交互需求。后者圍繞產(chǎn)品制造全生命周期所需主要有設(shè)計(jì)服務(wù)、采購服務(wù)、生產(chǎn)加工服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)、銷售服務(wù)、物流服務(wù)和維護(hù)維修服務(wù)等。設(shè)計(jì)服務(wù)是專業(yè)的設(shè)計(jì)企業(yè)為客戶提供全部或部分設(shè)計(jì)工作的服務(wù)模式，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。

　　采購服務(wù)是指采購代理商向委托的翩造企業(yè)提供有價(jià)值的市場(chǎng)信息，而且以最低價(jià)格買到最好的貨物，代委托方采購、收貨、驗(yàn)貨和儲(chǔ)運(yùn)等的服務(wù)模式。

　　生產(chǎn)加工服務(wù)是專業(yè)性公司為客戶提供的直接作用于生產(chǎn)加工過程的服務(wù)模式，包括集成服務(wù)和外協(xié)加工服務(wù)。制造企業(yè)的產(chǎn)品加工可能全部是自行加工，可能是全部委托加工，更多情況下是部分自行加工部分委托加工。自行加工前，需要集成生產(chǎn)線、自動(dòng)控制系統(tǒng);加工過程中，需要制造過程管理系統(tǒng)(ERP、MES)等的輔助生產(chǎn)；加工為成品后，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要物流裝置將其倉儲(chǔ)。這些生產(chǎn)線、自動(dòng)控制系統(tǒng)、制造過程管理系統(tǒng)或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物流裝置等的集成服務(wù)主要涵蓋了為客戶提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、硬件選型、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)施等方面的服務(wù)。外協(xié)加工服務(wù)大家并不陌生，現(xiàn)在越來越多的制造企業(yè)將內(nèi)部某些生產(chǎn)翩造括動(dòng)交給更專業(yè)的外協(xié)加工企業(yè)來完成，從而專注千自身核心業(yè)務(wù)，快速，高質(zhì)和低成本地生產(chǎn)市場(chǎng)所需的產(chǎn)品。

　　檢測(cè)服務(wù)是第蘭方檢潮或機(jī)構(gòu)依據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為制造企業(yè)提供的產(chǎn)品或零部件的性能測(cè)試等服務(wù)，并出具檢涓報(bào)告。認(rèn)證服務(wù)由國家認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)為制造企業(yè)提供的證明其產(chǎn)品、服務(wù)、管理體系符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范(TS)或其強(qiáng)制性要求的合格評(píng)定服務(wù)。

　　銷售服務(wù)是為制造企業(yè)提供的產(chǎn)品的銷售代理、經(jīng)銷、經(jīng)紀(jì)、代銷等服務(wù)模式。

　　在云制造環(huán)境下，針對(duì)制造資源的網(wǎng)絡(luò)虛擬化交易模式以及交易資源，嘗試將其物流服務(wù)分為橫向物流服務(wù)和縱向物流服務(wù)，其中橫向物流服務(wù)包括運(yùn)輸服務(wù)、配送服務(wù)、倉儲(chǔ)服務(wù)、加工包裝服務(wù)、搬運(yùn)裝卸服務(wù)、信息服務(wù)，縱向物流服務(wù)正橫向物流服務(wù)功能板塊，提供整個(gè)物漉流程服務(wù)，包括門到門物流服務(wù)、個(gè)性化物流定制服務(wù)。

　　維修維護(hù)服務(wù)是設(shè)備或系統(tǒng)超出售后服務(wù)期限后。專業(yè)維修公司為制造企業(yè)提供的設(shè)備或系統(tǒng)的維修維護(hù)服務(wù)。

　　2、云制造服務(wù)描述

　　分類后，抓住云制造服務(wù)的主要屬性進(jìn)行語義描述，才能實(shí)現(xiàn)模糊搜索和資源的智能匹配。描述一個(gè)云翩造服務(wù)時(shí)，應(yīng)以云制造服務(wù)平臺(tái)使用者的需求為出發(fā)點(diǎn)，從以下四方面著手：首先是云制造服務(wù)本身，如服務(wù)類型、服務(wù)涵蓋的制造領(lǐng)域甚至具體產(chǎn)品、服務(wù)周期、服務(wù)運(yùn)用的技術(shù)及其性能參數(shù)、提供服務(wù)的方式等；其次是提供云制造服務(wù)的主體的能力，如服務(wù)主體的資質(zhì)、成功的案倒、客戶的評(píng)價(jià)等，再次是云制造服務(wù)所含制造資源(設(shè)備、軟件、零配件、人力等)；最后是云制造服務(wù)的交易(服務(wù)報(bào)價(jià)、交易方式等)。各種云制造服務(wù)的屬性構(gòu)成如圖1所示，包括各種服務(wù)普遍會(huì)涉及到的類或?qū)傩�，還有各種云制造服務(wù)獨(dú)有的屬性。

　　3、生產(chǎn)線集成服務(wù)本體模型的構(gòu)建

　　構(gòu)建云制造服務(wù)本體模型可以形式化地表示云制造服務(wù)的知識(shí)，并有效集成和管理云制造服務(wù)的數(shù)據(jù)。

　　本體是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明”，包含5個(gè)基本的建模元語分別為：類、關(guān)系、函數(shù)、公理和實(shí)例”。本體作為一種面向應(yīng)用且面向領(lǐng)域知識(shí)的整合工具，利用概念問的語義聯(lián)系和各種屬性，準(zhǔn)確描述領(lǐng)域知識(shí)的內(nèi)在關(guān)系，并可以進(jìn)行形式化描述，通過邏輯推理獲取概念問的潛在關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)云制造服務(wù)搜索的最佳技術(shù)。無論是流程制造企業(yè)還是離散制造企業(yè)，生產(chǎn)線加工翩造是產(chǎn)品制造全生命周期中最核心的環(huán)節(jié)，生產(chǎn)線集成服務(wù)將是云制造平臺(tái)為制造企業(yè)提供的典型服務(wù)。本文就以生產(chǎn)線集成服務(wù)為例，遵循Gruber等人”于1995年提出的五條準(zhǔn)則，即明確和客觀性、完整性、一致性、最大單調(diào)可擴(kuò)展性以及最少約束性，并參考斯坦福大學(xué)開發(fā)的七步法即確定本體所描述的領(lǐng)域和范圍-->考慮是否重用已有的本體-->列舉本體中重要的概念-->定義本體中的類以及類的層次-->定義類的屬性-->定義類的屬性的分面(如值域、定義域等)-->創(chuàng)建實(shí)例，構(gòu)建本體模型，生產(chǎn)線集成服務(wù)的本體元模型如圖2所示。

　　對(duì)象屬性主要用于約束類和類之間的關(guān)系。通常對(duì)象屬性的定義域?yàn)槟硞�(gè)類，值域?yàn)槟硞�(gè)類的某個(gè)實(shí)例。數(shù)據(jù)屬性主要用來描述類知識(shí)，它的定義域和對(duì)象屬性相同，值域是date、string、boolean、int、float、symbol、short、double、byte等。圖3中展示了生產(chǎn)線集成服務(wù)本體中“CustomerReviews”類的數(shù)據(jù)屬性和對(duì)象屬性。

　　本文采用斯坦福大學(xué)開發(fā)的Pm唾睜工具，以某企業(yè)的變速器總成裝配線集成服務(wù)為例，通過編輯生產(chǎn)線集成服務(wù)本體中的類、子類、屬性、關(guān)系、實(shí)例和公理以及命名空問等，建立本體模型，如圖4所示。

　　4、本體模型的推理

　　推理的基本內(nèi)容就是由給定的知識(shí)獲得隱性的知識(shí)，在本體中的推理從根本上說就是把隱性在顯式定義和聲明中的知識(shí)通過一種處理機(jī)制提取出來。從本體的構(gòu)建者的角度來說，本體推理有利于沖突檢測(cè)、優(yōu)化表達(dá)和本體融合。從本體的使用者的角度來說，本體推理可以用于獲取本體中的知識(shí)、檢驗(yàn)知識(shí)的正確性和實(shí)例歸類。

　　構(gòu)建本體后，要對(duì)其進(jìn)行推理，檢查本體的一致性，確定類能否添加實(shí)例。Protege嵌入了推理機(jī)(如FaCT++,HermiT1.3.5,Pellet),除了可以檢查本體的一致性，還可以通過“DL Query"查詢一個(gè)個(gè)體的父類、子類、兄弟類、相關(guān)類、實(shí)例等。以生產(chǎn)線集成服務(wù)本體為例，在對(duì)本體進(jìn)行推理后，查詢”SuccessCase”類的父類結(jié)果為“Qualification”類，查詢其子類結(jié)果為“CaseDate”、”Customer”、”TheProductionLineInteratedForCustomer”,查詢其實(shí)例結(jié)果為”CheryAutomobil”，詳細(xì)如圖5所示。

　　5、結(jié)束語

　　本文首先從產(chǎn)品制造全生命周期的角度，對(duì)云制造服務(wù)平臺(tái)提供的針對(duì)中小企業(yè)所需要的服務(wù)進(jìn)行了分類。然后從平臺(tái)使用者的需求出發(fā)對(duì)云制造服務(wù)進(jìn)行了屬性描述。最后以生產(chǎn)線集成服務(wù)為例，采用Protege工具建立本體并進(jìn)行推理。將本體應(yīng)用到中小企業(yè)云制造服務(wù)系統(tǒng)中，可以利用本體強(qiáng)大的語義表達(dá)能力，更加準(zhǔn)確的描述服務(wù)包含的服務(wù)本身、提供服務(wù)的主體以及服務(wù)的資振的各種語義屬性和數(shù)據(jù)屬性等，是實(shí)現(xiàn)服務(wù)的查詢和匹配的基礎(chǔ)。

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本文標(biāo)題：中小企業(yè)云制造服務(wù)描述與本體建模

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