پایان نامه کارشناسی ارشد رایانش ابری

پایان نامه رایانش ابری کارشناسی ارشد مهندسی فناوری اطلاعات با عنوان ارائه چارچوبی راهبردی برای سیستم های توزیع شده اجرایی تولید با استفاده از مدل محاسبات ابری می باشد. در این تحقیق چارچوبی جامع برای سیستم های اجرایی تولید با استفاده از مدل محاسبات ابری ارائه شد. در فصل نخست در خصوص تعریف صورت مسئله و تعیین حوزه و ساختار تحقیق بحث شد. در فصل دوم به بررسی ادبیات موضوع در چند حوزه مفاهیم اولیه سیستم های اجرایی تولید، تولید توزیع شده، سرویس گرایی و مدل محاسبات ابری پرداخته شد. در خلال این فصل توابع اصلی سیستم های اجرایی تولید بر اساس استانداردهای مختلف مطرح شد. استانداردهای اصلی استاندارد MESA بوده و استاندارد بعدی که جامعتر بوده،ANSI/ISA 95 می باشد که MESA نیزمبنای آن بوده است. این استانداردیک مدل عام برای سیستم های اجرایی تولید ارائه می دهد که مبنای تحقیق در فصول آتی قرار گرفت.

متعاقباً بحث تولید توزیع شده مطرح شد و چشم اندازها و مفاهیم تولید توزیع شده نیز مرور شد. مفاهیمی نظیر تولید هولونی و عامل گرا، سپس نقش فناوری اطلاعات در تولید توزیع شده و انواع سبک های به کارگیری مطرح شد. توسعه محصول به صورت همروند، عنوان شد. بحثی که مبنای تکامل مشارکتی محصول است. سپس متدولوژی های متداول که برای تولید توزیع شده به کاررفتند نیز مشخص شد. سیستم های اجرایی تولید توزیع شده، با توجه به مواردی نظیر سفارشات غیر قابل پیش بینی، کارگاه های پویا و پیچیدگی توزیع شده، مورد بحث قرار گرفت ونهایتاً سیستم های توزیع شده قبلی نظیر متامورف،پابادیس و الگوهای طراحی هرکدام، نظیر میانجی و مدیر سفارش با نگاهی دقیق تر بررسی شد.در ادامه مدل محاسبات ابری و ویژگی ها و پتانسیل های آن، نقاط قوت و ضعف آن، فرصت ها و تهدید های آن و ویژگی هایی نظیر مجازی سازی و خاصیت الاستیکی ابر و ... بحث شد. سپس بحث سرویس گرایی و شناسایی سرویس ها که مبنای مدل محاسبات ابری در این تحقیق است به صورت مفصل مورد بررسی قرار گرفت.

در فصل چهارم رویکرد مورد استفاده در ادامه تحقیق مطرح شد، در حین به کارگیری رویکرد نیازمند به کارگیری متدولوژی مناسب برای شناسایی سرویس های مورد نظر در سیستم مورد بررسی بودیم، نهایتاً در متدولوژی SOMA ، راه حل ESB برای ماژول اصلی این سیستم یعنی مدیریت سفارش انتخاب شد. درطی مراحل شناسایی سرویس ها، در این متدولوژی مدلسازی سرویس هدف و تجزیه دامنه صورت گرفت. سپس مراحل چارچوب از دید محاسبات ابری مطرح شد و نحوه توزیع این ماژول ها در محیط ابر مرور شد.ماژول های اصلی سیستم اجرایی تولید توزیع شده، مدیریت سفارش ها، مدیریت منابع، زمانبندی، پی گیری، بازرسی، مدیریت تعاریف است، برای به کارگیری تمامی این ماژول ها نیازمند آن بودیم تا با نمودارهای فعالیت، نحوه تعامل آن ها را با یکدیگر نشان دهیم.

ارتباط بین ماژول ها بحثی است که در ادامه مطرح شد، این موضوع که مهمترین چالش به کارگیری سرویس های توزیع شده در محیط ابر است و راهکاری مناسب برای آن پیشنهاد داده شده است و در ادامه نمودار های توالی و تعامل آن ها با هم نیز نشان داده است.در ادامه ملزومات و نیازمندی های طرح این ماژول ها در محیط ابرمطرح شد و ملزوماتی نظیر نحوه به کارگیری، مدل استقرار، نیازمندی های کاربران، توافقات و ... شرح داده شد. ضمن آنکه مدل کنترل بین ماژول ها نیز در خلال این بحث مطرح شد.

فهرست رئوس مطالب
فصل اول کلیات تحقیق
1
1.1مقدمه 2
1.2 بیان مسئله 2
1.3 هدف از اجرا 4
1.4 توجیه ضرورت انجام طرح 4
1.5سابقه تحقیق 5
1.6 روش پژوهش و تکنیک های اجرایی 6
1.7استفاده کنندگان از نتایج تحقیق 6
1.8 ساختار فصول 7

فصل دوم ادبیات موضوع
8
2.1 مقدمه 9
2.2 سیستم های اجرایی تولید 9
2.1.1 توابع اصلی سیستم های اجرایی تولید 9
2.2.2 توابع پشتیبان سیستمهای اجرایی تولید 11
2.2.3 استاندارد95 ANSI/ISA 11
2.3 تولید توزیع شده 13
2.3.1چشماندازها ومفاهیم تولید توزیع شده 14
2.3.2فناوری اطلاعات و تولید توزیع شده 16
2.3.3 توسعه محصول همروند 17
2.3.4 انعطافپذیری و قابلیت پیکربندی مجدد با استفاده از سیستمهای توزیع شده خودمختار 19
2.4 سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده 21
2.4.1راه حلهای فعلی سیستمهای اجرایی تولید توزیع شده 23
2.4.2الگوهای طراحی جامع برای سیستمهای اجرایی تولید 23
2.4.3تحلیل و مقایسه رویکردهای توزیع شده 26
2.5محاسبات ابری 30
2.5.1نقشها در پردازش ابری 32
2.6اصول معماري سرويس گرا 33
2.6.1 کشف سرویس 35
2.6.2 روش های کشف سرویس 36
2.6.3 معماری های کشف سرویس 38
2.7.جمع بندی 39

فصل سوم مبانی راهکار پیشنهادی
40
3.1 مقدمه 41
3.2 نگاهی کلی 41
3.2.1 تشریح سیستم های اجرایی تولید و طرح مساله در محیط توزیع شده 43
3.2.2 انتخاب الگوهای راه حل(Solution pattern ) های SOMA 44
3.2.3 الگوی راه حل های پیشنهادی توسط SOMA 44
3.2.4 تعریف موجودیت های کلیدی با استفاده از الگوهای طراحی سیستم ها ی توزیع شده 50
3.3 شناسایی سرویس ها 51
3.4 تطابق رویکرد با مدل محاسباتی ابری 53
3.4.1 مراحل چارچوب از دید محاسبات ابری 53
3.4.2 شناسایی سرویسهای سیستمهای اجرایی تولید 56
3.5 ماژولهای اصلی سیستمهای اجرایی تولید تحت عنوان برنامههای کاربردی سرویس گرا 63
3.6 ارتباطات میان ماژولهای مختلف سیستمهای اجرایی تولید 84
3.7 توابع سیستم های اجرایی تولید به عنوان سرویس 94
3.8 سبک معماری مناسب برای کنترل سیستم های اجرایی تولید توزیع شده در ابر 96
3.9 زمانبندي جزئي تحت عنوان سرويس 101
3.9.1 ملزومات تامين كننده ابر 102
3.10 مديريت منابع به عنوان سرويس 105
3.10.1 ملزومات تعيين كننده سرويس 106
3.10.2 ملزومات سازمانها 108
3.11 نظارت به عنوان سرويس 109
3.12 جمع بندی 110

فصل چهارم ارزیابی روش پیشنهادی
111
4.1 مقدمه 112
4.2 مقايسه رويكرد هاي فعلي 112
4.3ارزيابي سيستم هاي اجرايي توليد در محيط ابر و عامل گرا 114
4.4 مطالعه موردی 116
4.4.1 حوزه مطالعه موردی 116
4.4.2 نمونه محصولات مطالعه موردی 117
4.5 سیستم اجرایی تولید جمساز با استفاده از مدل محاسبات ابری 124
4.5.1 مقدمات ابری کردن اجرای تولید 124
4.5.2 پایگاه داده جمساز در محیط ابر 124
4.5.3 زمانبندی و پیگیری به عنوان سرویسهای ابر 125
4.6 ارزیابی فاکتورهای تولید 126
4.6.1 فاکتورهای بهکارگیری فناوری اطلاعات 126
4.6.2 کمبودها و ضعفهای فعلی 127
4.7 سيستم هاي اجرايي توليدمبتني بر ابرفعلي 133
4.8 جمع بندی 135

فصل پنجم جمع بندی و نتیجه گیری
136
5.1 خلاصه تحقیق 137
5.2 نتایج تحقیق 138
5.3 مقایسه با سایر چارچوبها 138
5.4 محدودیتها و زوایای پوشش داده نشده 139
5.5 چالش هاي مس ابري 139
5.6 آينده سيستم هاي اجرايي توليد در ابر 141
5.7 اقدامات آتی 142
مراجع و منابع 143
چکیده انگلیسی 147

فهرست جداول
جدول 3.1 سرویس هدف 57
جدول3.2 تجزیه دامنه 61
جدول 3.3 به كارگيري ابر زمانبندي 105
جدول 4.1 مقایسه چارچوب های فعلی 113
جدول 4.2 ارزیابی پایگاه داده جمساز در محیط ابر 125
جدول 4.3 زمانبندی و پی گیری به عنوان سرویس 126
جدول 4.4 دید مشتریان و چارچوب پیشنهادی 128
جدول 4.5 دید مدیران و چارچوب پیشنهادی 129
جدول 4.6 دید بهره وری و چارچوب پیشنهادی 130
جدول 4.7 تحلیل استراتژیک چارچوب فعلی 131
جدول 5.1 مقایسه با سایر چارچوب ها 139
جدول 5.2 سیستم های اجرایی تولید ابری هیبریدی 142

فهرست تصاویر و نمودار

11 شکل2.1 توابع اصلی سیستم های اجرایی تولید
12 شکل2.2 مدل لایه ای سیستم های اجرایی تولید
13 شکل2.3 مدل عام سیستم های اجرایی تولید در استاندارد ANSI/ISA95
16 شکل2.4تولید هولونی
21 شکل2.5 چالش های تولید توزیع شده
25 شکل2.6 الگوی سفارش منبع
35 شکل 2.7مدل معماری وب سرویس
43 شکل3.1 نمایی کلی از رویکرد مورد استفاده
46 شکل3.2 ESB
48 شکل3.3 قالب ESB
50 شکل3.4 سرویس های ESB
54 شکل3.5 مدل محاسبات ابری و جایگاه سیستم
55 شکل 3.6 سیستم های اجرایی تولید توزیع شده
56 شکل3.7 ماژول های سیستم های اجرایی تولید
60 شکل3.8 زیر سیستم های اصلی سیستم های ابر
64 شکل 3.9 جستجوی سرویس
65 شکل 3.10 اطلاع رسانی از تغییر سرویس
65 شکل 3.11 ثبت سرویس
66 شکل 3.12 شبه کد ثبت سرویس
67 شکل 3.13 مقداردهی اولیه به منابع
68 شکل 3.14 تغییرات در منابع
68 شکل 3.15 شبه کد تغییر در منابع
70 شکل 3.16 نمودار فعالیت زمانبند
71 شکل 3.17 شبه کد زمانبند
73 شکل 3.18 مدیریت چرخه حیات سفارش
74 شکل 3.19 شبه کد توزیع کننده
76 شکل 3.20 بازرس
77 شکل 3.21 شبه کد بازرس
79 شکل 3.22 پی گیری کننده
80 شکل 3.23 پی گیری کننده
82 شکل 3.24 دریافت گزارش از تحلیلگر
83 شکل 3.25 شبه کد مدیریت داده های سفارش
84 شکل 3.26 مدیریت سفارش
85 شکل 3.27 نقش میانجی
86 شکل 3.28 مدل اطلاعاتی واسط ها
87 شکل 3.29 مذاکره میان مدیر منابع و مدیر سفارش
88 شکل 3.30 مذاکره میان مدیریت منابع مختلف
89 شکل 3.31 بخشی از مذاکرات کنترل فرآیند اجرای سفارش
90 شکل 3.32 مذاکرات بین مدیر منابع و بازرس
91 شکل 3.33 مذاکره میان سرویس های سطح بالاتر و مدیر سفارش
91 شکل 3.34 ارائه گزارش
92 شکل 3.35 مذاکره بین بازرس و مدیر
93 شکل 3.36 مذاکراتی برای کنترل میان چندین مدیر منبع
95 شکل 3.37 همه چیز تحت عنوان سرویس
97 شکل 3.38 مدیریت چرخه حیات سفارش
98 شکل 3.39 ملزومات کاربران، سازمان ها و تامین کنندگان
99 شکل 3.40 ارکسترازیسون ماژول مدیریت سفارش
101 شکل3.41 چیروگرافی
102 شکل3.42توزیع سرویس ها در محیط ابر
104 شكل 3.43 مجازي سازي زمانبندي
106 شکل 3.44 مدیریت منابع تولید
110 شکل 3.45نظارت برتخصیص منابع
116 شکل 4.1 مقایسه رویکرد عامل گرا و محیط ابر
118 شکل4.2 مدل فرآیند سیستم های اجرایی تولید فعلی
119 شکل 4.3 سیستم اجرایی تولید ابری پیشنهادی
120 شکل 4.4 پروفایل تولید
121 شکل 4.5 مدیریت دستورالعمل تولید
122 شکل 4.6 ایجاد داشبورد دسترسی
123 شکل 4.7 توزیع
134 شکل4.8 شاخص OEE و سیستم اجرایی تولید ابری