网络化制造系统是个分布、异构、松散耦合的智能系统,除了先进制造技术与理念本身,网络化制造的具体实现与实施还需要一系列相关技术的支撑,特别是分布式计算、制造信息集成、人工智能等。本文正是针对当前网络化制造中上述关键支撑技术的不足与局限,运用下一代Internet核心规范Web Servicess及其相关技术如XML、SOAP、WSDL、UDDI等,对面向全球的网络化协同制造平台NCMPws(Networked Collaborative ManufacturingPlatform based on Web Services)及其关键技术展开研究。文章的主要贡献包括:(1)提出一种面向全球的网络化协同制造分布式计算解决方案。该方案基于Web Services及其相关技术,面向Internet提供支持,互操作性强,具有防火墙穿越性,能够支持使用任何编程语言的应用程序,支持异构网络无缝联接与交互,是一种分布、异构、松散耦合的解决方案。它使得企业及其合作伙伴能够平滑的进行跨平台、跨语言的远程协作,有效克服了传统的基于组件技术如CORBA、DCOM、RMI等的不足,使面向全球的网络化协同制造成为可能。(2)提出了一种分层的网络化协同制造平台NCMPws体系结构,详细描述了各层次组件的基本功能。为解决集中式制造服务管理中存在的单点故障和服务动态变化的问题,给出了一种以层和域为管理单位的带监测机制的分布式多层次服务管理DMSM模型,并为其核心机构服务管理中心SMC设计了基于扩展UDDI的解决方案。(3)针对跨地域、跨企业的网络化制造过程建模,主要借鉴了工作流过程建模的研究成果,通过对活动网络图的扩展,实现了“粗”的Web Services驱动的网络化制造链过程建模。为检验模型的合理性,研究了相应的验证算法。(4)在制造服务发现领域,在DMSM模型基础之上,实现了基于关键字的服务定位算法SLK,提高了服务发现的查全率;结合语义Web技术和制造领域知识,构建了制造服务本体MSOnto和一种轻量级Web服务描述语言LWSDL,研究了基于语义的Web服务匹配算法,改进了服务发现的查准率;针对制造领域中对服务质量QoS的要求,提出了相应的制造服务质量评价模型和由QoS驱动的服务匹配算法SMDQ,实验表明,该算法提高了服务发现的可用性和有效性。(5)针对服务合成问题,首先总结了Web服务合成方法的主要技术路线;提出了一种面向全局优化的前向链动态服务合成算法,该算法首先利用前向链推理形成动态服务组合备选集,然后从全局优化的角度,通过将服务合成转化为求取有向图最