云制造作为一种新的面向服务的网络化协同制造模式,推动制造领域生产模式由以产品为中心向以服务为中心的快速变革。资源虚拟化是云制造实现的前提和基础,是提高整个云制造系统鲁棒性的关键。本文考虑云制造环境中分布制造企业间的异构制造资源与制造能力,研究云制造资源虚拟化的关键问题；分析制造领域资源与能力的关键特性,设计支持云制造服务内容与服务模式的资源虚拟化框架,提出面向制造资源与制造能力的虚拟化理论与方法,实现制造资源与制造能力的全局共享与流通。主要研究内容如下：(1)构建具有多粒度多视角的云制造资源虚拟化框架。针对云制造服务内容与服务模式,分析云制造资源在虚拟化过程中的存在形态、形态间的复杂关系、各种形态的复杂特性、以及资源使用的复杂性,构建多粒度多视角云制造资源虚拟化框架,提出框架的主要关键技术和运行机制,通过与已有框架的比较,分析所构建框架的特点。(2)设计云制造资源规范化描述模板并提出相应的语义填充方法。以云制造共享内容为对象,给出多粒度与多视角的定义,建立相应的形式化描述模型,提出求解资源粒度集的全序划分序列算法,用于实现多粒度转换与多视角交互；以制造能力为核心设计制造资源的概念模型,保证制造资源与制造能力间的松散耦合性；从资源与能力含义、应用模式、约束条件、上下文、云制造知识等角度分析影响制造资源与制造能力语义的关键因素,基于层次化方法组织相关元数据,建立制造资源与制造能力语义模型；基于建立的领域本体模型,提出制造资源与制造能力语义填充方法。(3)提出多粒度多目标虚拟资源生成算法。考虑资源应用中用户需求的多样性以及复杂制造任务间存在的多粒度与多角度间的差异,基于影响复杂任务分解的三个关键因素,将传统的资源功能相似度扩展到资源对复杂任务需求的贡献度、资源制造能力的协同等方面,分别设计面向属性、面向活动、面向过程的多粒度虚拟资源生成算法。考虑云平台资源应用所需的准确性与高效性,建立多目标虚拟资源生成模型,结合Fuzzy C-Means(FCM)算法的高效性与Gravitational search algorithm(GSA)的全局搜索能力,提出基于进化算法的虚拟资源生成算法,为云平台处理不同规模不同类型的资源应用提供多样选择。为对本文提出的资源虚拟化框架及方法的有效性进行验证,面向航空制造企业开发资源虚拟化应用原型系统。以直升机尾翼组件转子叶片的制造为例,实现了制造资源与制造能力的规范化描述和语义填充,并通过模拟仿真对提出的多粒度多目标虚拟资源算法进行验证。结果显示提出的模型与方法为云平台资源应用提供了充分全面的资源信息,并能保证资源与能力的语义一致性,扩大资源的使用范围,实现资源与能力的全局流通与共享。