一種應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及系統(tǒng)的優(yōu)化配置領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配 置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 產(chǎn)業(yè)鏈資源配置優(yōu)化作為協(xié)同產(chǎn)品制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量起了決定 性的作用，協(xié)同制造資源配置是在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，利用信息技術(shù)與Web技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè) 間優(yōu)勢(shì)制造資源整合，將制造系統(tǒng)的組織邊界從單一制造工廠擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)化制造聯(lián)盟。通 過(guò)分布協(xié)同的工作方式使產(chǎn)品生命周期中的制造思想、制造進(jìn)程、制造組織和制造信息更 合理有序，產(chǎn)品制造方案和過(guò)程廣泛優(yōu)化、共享，并促使制造過(guò)程并行化、集成化、智能化， 從機(jī)制與手段上保證產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量、低成本和短周期。這是一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、具 有并行處理和協(xié)同處理能力、異構(gòu)型的高性能敏捷制造環(huán)境。協(xié)同制造資源優(yōu)化配置的目 的是為了借助于信息網(wǎng)絡(luò)的支持，把地理上分散的、能力互補(bǔ)的企業(yè)資源連接起來(lái)。它們合 作完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、裝配，以及銷售和服務(wù)整個(gè)生命周期，以最小的成本，獲取最大的 利益。
[0003] 然而，在目前的協(xié)同制造平臺(tái)下，資源具有種類多、動(dòng)態(tài)變化快以及相互間關(guān)系復(fù) 雜的特性，據(jù)此建立的資源優(yōu)化配置模型混合了整數(shù)規(guī)劃和線性規(guī)劃問(wèn)題的特征，這種模 型是NP完全（NP Complete，NPC)問(wèn)題，NP完全問(wèn)題是指所有的NP問(wèn)題都可以用多項(xiàng)式時(shí) 間劃歸到他們中的一個(gè)。單獨(dú)使用上述整數(shù)規(guī)劃算法或線性規(guī)劃算法中的某一類都能在算 法時(shí)間和問(wèn)題可解性上遇到困難，若單獨(dú)采用蟻群算法會(huì)面臨收斂速度過(guò)慢的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有的資源優(yōu)化配置模型存在的上述問(wèn)題，現(xiàn)提供一種旨在實(shí)現(xiàn)收斂速度快 的應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法。
[0005] 具體技術(shù)方案如下：
[0006] 一種應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，于一基礎(chǔ)平臺(tái)上形成所述協(xié)同制造 系統(tǒng)，所述基礎(chǔ)平臺(tái)用于為所述協(xié)同制造系統(tǒng)提供正常運(yùn)行所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)服務(wù)；
[0007] 所述協(xié)同制造系統(tǒng)包括有預(yù)設(shè)的多條表示制造服務(wù)資源約束和制造協(xié)同關(guān)系的 產(chǎn)業(yè)鏈，包括下述步驟：
[0008] A1.獲取用戶期望的指標(biāo)參數(shù)組和制造服務(wù)資源約束條件；
[0009] A2.根據(jù)所述指標(biāo)參數(shù)組建立相應(yīng)的所述制造協(xié)同關(guān)系；
[0010] A3.根據(jù)所述制造服務(wù)資源約束條件，采用迭代的方式對(duì)所述制造協(xié)同關(guān)系進(jìn)行 優(yōu)化，以獲取優(yōu)化后的所述制造協(xié)同關(guān)系對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。
[0011] 優(yōu)選的，所述指標(biāo)參數(shù)組包括：制造執(zhí)行鏈執(zhí)行時(shí)間的期望值、制造成本的期望 值、制造可靠性參數(shù)、制造質(zhì)量參數(shù)和制造滿意度參數(shù)。
[0012] 優(yōu)選的，在所述步驟A2中根據(jù)所述指標(biāo)參數(shù)組建立相應(yīng)的所述制造協(xié)同關(guān)系為：
[0013] minf(P) = w/(P)/T〇+w2c (P)/C〇
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，于一基礎(chǔ)平臺(tái)上形成所述協(xié)同制造系 統(tǒng)，所述基礎(chǔ)平臺(tái)用于為所述協(xié)同制造系統(tǒng)提供正常運(yùn)行所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)服務(wù)； 所述協(xié)同制造系統(tǒng)包括有預(yù)設(shè)的多條表示制造服務(wù)資源約束和制造協(xié)同關(guān)系的產(chǎn)業(yè) 鏈，其特征在于，包括下述步驟： Al.獲取用戶期望的指標(biāo)參數(shù)組和制造服務(wù)資源約束條件； A2.根據(jù)所述指標(biāo)參數(shù)組建立相應(yīng)的所述制造協(xié)同關(guān)系； A3.根據(jù)所述制造服務(wù)資源約束條件，采用迭代的方式對(duì)所述制造協(xié)同關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化， 以獲取優(yōu)化后的所述制造協(xié)同關(guān)系對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。
2. 如權(quán)利要求1所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，所述指標(biāo) 參數(shù)組包括：制造執(zhí)行鏈執(zhí)行時(shí)間的期望值、制造成本的期望值、制造可靠性參數(shù)、制造質(zhì) 量參數(shù)和制造滿意度參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，在所述步 驟A2中根據(jù)所述指標(biāo)參數(shù)組建立相應(yīng)的所述制造協(xié)同關(guān)系為：
其中，Ttl表示制造執(zhí)行鏈P執(zhí)行時(shí)間的期望值； Q1表示制造成本的期望值；R C1表示制造可靠性參數(shù)； Qtl表示制造質(zhì)量參數(shù)； 3八(|表示制造滿意度參數(shù)； T(P)表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的時(shí)間函數(shù)； C(P)表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的成本函數(shù)； R(P)表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的可靠性函數(shù)； Q(P)表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的質(zhì)量函數(shù)； SA(P)表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的滿意度函數(shù)； ?1表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的時(shí)間函數(shù)的權(quán)重值； ?2表示制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的成本函數(shù)的權(quán)重值。
4. 如權(quán)利要求3所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，制造執(zhí)行 鏈P對(duì)應(yīng)的時(shí)間函數(shù)T(P)、制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的成本函數(shù)C(P)、制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的可靠 性函數(shù)R (P)、制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的質(zhì)量函數(shù)Q (P)和制造執(zhí)行鏈P對(duì)應(yīng)的滿意度函數(shù)SA (P) 的計(jì)算均通過(guò)所述制造協(xié)同關(guān)系的類型進(jìn)行計(jì)算； 所述制造協(xié)同關(guān)系為同一個(gè)所述制造執(zhí)行鏈中包括的制造任務(wù)之間的執(zhí)行順序關(guān)系。
5. 如權(quán)利要求1所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，在所述步 驟A3中采用遺傳算法與模型退火算法迭代的方式對(duì)所述制造協(xié)同關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化。
6. 如權(quán)利要求5所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，所述遺傳 算法的具體過(guò)程為： 采用二進(jìn)制編碼表示制造執(zhí)行鏈，將公式（1)的解空間映射到位串空間； 獲取每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，比較個(gè)體的適應(yīng)度值，并按照適應(yīng)度值從大到小的順序?qū)?個(gè)體進(jìn)彳T排序； 按照個(gè)體根據(jù)適應(yīng)度值從大到小的排列順序，將預(yù)設(shè)選擇概率依次分配給每個(gè)個(gè)體； 將個(gè)體隨機(jī)搭配成對(duì)，對(duì)每一對(duì)個(gè)體以交叉概率交互其中的部分染色體。
7. 如權(quán)利要求6所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，所述交叉 概率的取值范圍在0. 25至1之間。
8. 如權(quán)利要求5所述應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，其特征在于，所述模型 退火算法是采用冷卻進(jìn)度表來(lái)控制所述遺傳算法的進(jìn)程，使所述遺傳算法在預(yù)設(shè)參數(shù)減小 并趨于零時(shí)獲得的全局最優(yōu)解。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于協(xié)同制造系統(tǒng)中的資源配置方法，于一基礎(chǔ)平臺(tái)上形成所述協(xié)同制造系統(tǒng)，所述基礎(chǔ)平臺(tái)用于為所述協(xié)同制造系統(tǒng)提供正常運(yùn)行所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)服務(wù)；所述協(xié)同制造系統(tǒng)包括有預(yù)設(shè)的多條表示制造服務(wù)資源約束和制造協(xié)同關(guān)系的產(chǎn)業(yè)鏈，包括下述步驟：獲取用戶期望的指標(biāo)參數(shù)組和制造服務(wù)資源約束條件；根據(jù)所述指標(biāo)參數(shù)組建立相應(yīng)的所述制造協(xié)同關(guān)系；根據(jù)所述制造服務(wù)資源約束條件，采用迭代的方式對(duì)所述制造協(xié)同關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，以獲取優(yōu)化后的所述制造協(xié)同關(guān)系對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。本發(fā)明采用迭代的方式對(duì)所述制造協(xié)同關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，以獲取優(yōu)化后的所述制造協(xié)同關(guān)系對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈，可實(shí)現(xiàn)收斂速度快以獲取最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的目的。
【IPC分類】G06Q10-06
【公開號(hào)】CN104751302
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510197774
【發(fā)明人】柳先輝, 王志成, 趙衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月23日