制造企业由生产型制造向服务型制造转型升级是当前制造业的一大趋势。然而,在持续不断的转型升级期间,制造企业也面临着不同方面的挑战和风险,制造企业如何实现向服务型制造转型升级,提高服务水平,已经成为当前制造企业研究和实践的重要问题。因此,本文以当前最典型的服务型制造模式——云制造为背景,探讨了如何通过云制造服务平台来支持云制造,如何评价云制造服务平台的服务水平,并在此基础上给出了云制造服务平台中高服务水平的相关研究问题。本文以提高制造企业服务水平、降低成本为目标,分别进行了如下的研究和实践:(1)在如何通过云制造服务平台支持云制造以及如何评价云制造服务平台的服务水平方面,提出了云制造服务平台体系结构及制造服务成熟度模型。通过分析云企业的运营模式及云制造服务系统的的基本功能,描述了云制造服务平台总体结构,并基于制造的四要素及其服务化,给出了评价云制造服务水平的制造服务成熟度模型,分析了成熟度的主要特征及演化过程,描述了云制造服务平台如何支持不同成熟度云企业构建和运营,并且支持成熟度演化。最后给出了高服务水平下,云制造服务平台中的研究问题。(2)在云制造资源虚拟化及优化聚类方面,为了解决云制造服务平台中大量资源检索的性能问题,研究了面向异构资源的虚拟化方法及基于超图分割的虚拟资源多粒度优化聚类方法。首选分析了制造资源的分类及异构特性,给出基于资源型的异构资源统一描述框架,并用OWL-S语言进行描述。通过资源间的关系,建立起制造资源本体层次模型,然后自动构造出虚拟资源超图,采用超图分割的方法实现了虚拟资源多层次聚类优化。(3)在云企业资源优化配置方面,为了进一步解决云企业的资源检索效率,以降低云企业运维成本为目标,研究了云企业资源优化配置方法。首先分析了云制造资源的关联系、相似性及先验性特征,并建立相应的模型,依据相应的资源维持及使用策略,建立云企业资源优化配置模型,设计了实数矩阵编码的遗传算法来求解。实验表明,利用资源的相关性可提高资源的使用效率,利用资源的相似性及先验性可提高算法的效率。(4)在云企业资源组合及优化调度方面,为了解决资源需求不均衡时,资源的组合及优化调度中资源利用率不高的问题,研究了面向多任务的虚拟资源组合及优化调度方法。首先研究了云企业的任务特性,分析了多任务资源调度中资源的任务内和任务间的相关性,给出了云制造环境中资源的分时共享调度策略,建立了资源组合及优化调度问题模型,设计基于分时共享的遗传算法进行求解。实验表明,无论是资源充足还是受限,该方法都能够提高资源的组合及调度的综合性能。最后,通过分析中国北车的云制造服务需求,研究并设计开发了一个符合大型装备制造集团企业的云制造服务平台,并将本文的相关研究理论融合进该平台中进行应用验证,应用效果表明本文的研究成果在企业的服务化转型升级及提高服务水平方面起到了良好的作用。