随着现代企业环境向复杂化、分散化、动态化、知识化方向的发展,网络化制造、虚拟制造、敏捷制造、全球制造等先进制造模式相继出现,并在制造业领域发挥着不同程度的作用,为推动制造业信息化做出了巨大的贡献。由于网格技术的特点与提供的新功能能够极好地吻合网络化制造系统的需求,将网格技术引入网络化制造,构建支持全球资源共享与协作的网格制造系统,具有重要的理论价值和现实意义。本论文主要研究了基于网格框架的工艺准备系统体系结构(PPSG)及其资源管理技术,主要包括如下几方面:1)首先介绍了课题组研究的早期成果—数字化敏捷工艺准备系统(DAPPS)的总体结构、功能规划与系统特色;在分析了DAPPS实施过程中的问题后,研究了网格技术在工艺准备系统中应用的需求分析;提出了基于网格框架的工艺准备系统(PPSG),给出了PPSG基于OGSA的六层体系结构;研究了PPSG的应用流程,在此基础上分析了PPSG系统实施中资源管理的重要性及其关键技术。2)研究了网格工艺准备资源的查找与定位算法。研究了网格环境下工艺准备资源的分类与描述;提出了一种基于资源聚类的分级网格资源发现方法:在分析了工艺准备网格的小世界特性后引入小世界概念,按照资源的类别构造资源虚拟组织,并基于属性对资源进行动态聚类——根据网格QoS需求提出以复合λ值模糊聚类树为基础,资源簇内聚合度和资源簇间分离度为目标的资源聚类优化的数学模型;运用并行GA进行优化,建立了适合资源聚类模型的并行GA操作流程;同时针经典遗传算法存在的“早熟”不足,设计了一种新颖的矩阵交叉方法,并以应用实例证明了该聚类方法的高效性。最后,按照资源簇中心优先、逐级扩散的查找策略在资源覆盖网内实现资源的查找与定位。3)研究了基于信息公理与粗集理论的网格资源QoS优选。结合网格环境与工艺准备资源的特点,给出了5种QoS度量的概念及其量化定义。提出了基于信息公理与粗集理论的资源模糊优选模型:利用公理设计论中的信息公理将模糊数学与香农信息论相结合对网格资源进行定量评价,以信息熵(信息含量)对资源作出评价;最后,引入粗集理论中的依赖度,利用条件属性类对决策属性类的依赖度来代替常规的权重确定方法。4)研究了基于QoS的网格工艺准备资源经济调度。分析了网格资源管理体系结构的特点及基于经济模型进行资源管理的优点;研究了基于经济模式的网格工艺准备资源分配模型,将资源分配问题分为确定各类资源的均衡价格、根据资源价格及各自策略实现有效的资源分配与调度两个子问题;提出了基于QoS的网格工艺准备资源调度模型与算法,基于经济学原理研究了网格资源价格与需求的动态调整与确定,从而使得资源请求者与资源拥有者的效用最大化。5)研究了基于资源预测的网格工艺准备资源预留机制。提出了在资源预留请求时考虑资源性能与任务时间特性的预测,建立了预测任务起始时间与持续时间的预测系统模型。提出了一种改进的残差GM(1,1)模型进行资源性能的预测;同时基于资源性能的预测,结合知识推理,研究了任务时间特性的预测。最后,提出了基于预测的工艺准备资源预留、接纳与响应控制算法,提高网格系统的服务质量。6)初步研究了基于STEP AP214的工艺特征提取以及PPSG系统实施的安全机制。在上述研究的基础上,开发了基于网格框架的工艺准备资源管理系统。本文最后介绍了该原型系统的实现环境及实现方法。