專利名稱：一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種先進(jìn)制造系統(tǒng)，尤其涉及一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)，以應(yīng)用服務(wù)提供商、制造網(wǎng)格、敏捷制造、全球化制造等為代表的網(wǎng)絡(luò)化制造模式，日漸成為制造業(yè)企業(yè)應(yīng)對知識經(jīng)濟(jì)、制造全球化、快速響應(yīng)市場需求、提高企業(yè)競爭力等目標(biāo)的一類先進(jìn)制造模式。雖然網(wǎng)絡(luò)化制造在資源服務(wù)化建模與封裝、資源配置與調(diào)度、協(xié)同設(shè)計、工作流管理等領(lǐng)域取得了一定成果，但其無論在技術(shù)上還是運營模式上還存在著缺乏完善的運營服務(wù)模式、不能實現(xiàn)動態(tài)智能的制造資源共享與分配、缺 少終端物理設(shè)備智能接入實現(xiàn)技術(shù)、沒有有效的安全解決技術(shù)和手段等瓶頸問題，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)化制造的資源服務(wù)提供者和資源服務(wù)需求企業(yè)無法取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，制約了網(wǎng)絡(luò)化制造進(jìn)一步推廣與發(fā)展.針對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)化制造模式發(fā)展存在的問題，結(jié)合現(xiàn)有先進(jìn)制造模式和技術(shù)以及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化、面向服務(wù)技術(shù)等新技術(shù)，提出了云制造與云制造平臺的概念。云制造是采取當(dāng)代信息技術(shù)前沿理念(例如云計算)，把“軟件即服務(wù)”的理念拓展至“制造即服務(wù)”，支持我國制造業(yè)在廣泛的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境下，為產(chǎn)品提供高附加值、低成本和全球化制造的服務(wù)。云制造作為一種基于知識的新型商業(yè)模式，通過云平臺的構(gòu)建，將云提供端各類企業(yè)分散的制造資源(即完成產(chǎn)品整個生命周期所有生產(chǎn)活動的物理元素，如CAD/CAM/CAE/CAPP軟件、產(chǎn)品各類數(shù)據(jù)信息、各類加工和檢測設(shè)備等)聚集起來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、虛擬化，統(tǒng)一封裝并發(fā)布，形成邏輯上的巨大云服務(wù)資源池。云服務(wù)資源池中的各類制造資源既包含面向單個制造環(huán)節(jié)的服務(wù)活動、又包含面向多個制造環(huán)節(jié)的服務(wù)活動，還包含面向全生命周期制造的服務(wù)活動，因而是一種具有多重制造活動粒度的制造服務(wù)。由于云制造是一個新概念，有關(guān)云制造的研究目前還主要集中在概念、體系架構(gòu)等方面.而云制造系統(tǒng)中云服務(wù)的多樣性、復(fù)雜性、規(guī)模性等特點，使得傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化制造資源匹配與組合方法不能直接用于云制造服務(wù)匹配的實現(xiàn)。云制造服務(wù)資源匹配作為云制造服務(wù)資源組合的基礎(chǔ)，滿足需求的服務(wù)組合是實現(xiàn)云制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此研究云制造服務(wù)資源的匹配與組合方法對云制造的實施和開展具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法，通過建立云制造服務(wù)資源匹配數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)服務(wù)資源與需求的匹配；通過構(gòu)建基于服務(wù)資源成本、服務(wù)資源質(zhì)量和服務(wù)資源周期的組合模型，獲得滿足需求的一系列云服務(wù)組合方案；采用動態(tài)多屬性決策方法對組合方案進(jìn)行評價排序，得到最優(yōu)的云服務(wù)組合方案。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是根據(jù)云制造服務(wù)資源與用戶的云制造資源需求之間的關(guān)系，將云制造服務(wù)資源組合分為匹配與組合兩個階段，構(gòu)建了匹配與組合的性能融合模型，該方法的步驟如下I. I)根據(jù)云制造服務(wù)資源與云制造用戶需求匹配的基礎(chǔ)上，建立云制造服務(wù)資源匹配數(shù)學(xué)模型，利用模糊積分度量用戶的云制造資源需求與云制造服務(wù)資源間的匹配程度，選擇相匹配的云制造服務(wù)資源；I. 2)經(jīng)過初次匹配篩選出滿足需求的服務(wù)資源后，在云制造用戶滿足需求的所有制造云中建立以服務(wù)資源質(zhì)量、服務(wù)資源成本、服務(wù)資源周期為目標(biāo)的組合模型，使用進(jìn)化算法對組合模型求解，得到最優(yōu)解組成的互為非支配的云制造服務(wù)資源組合方案集；I. 3)對得到的組合方案集使用動態(tài)多屬性方法，選出最優(yōu)的面向需求的云制造服務(wù)資源組合方案。首先根據(jù)用戶的云制造資源需求間的直接相互影響關(guān)系，建立云制造服務(wù)資源需求的鄰接模糊矩陣
權(quán)利要求
1. 一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法，其特征在于根據(jù)云制造服務(wù)資源與用戶的云制造資源需求之間的關(guān)系，將云制造服務(wù)資源組合分為匹配與組合兩個階段，構(gòu)建了匹配與組合的性能融合模型，該方法的步驟如下 1.1)根據(jù)云制造服務(wù)資源與云制造用戶需求匹配的基礎(chǔ)上，建立云制造服務(wù)資源匹配數(shù)學(xué)模型，利用模糊積分度量用戶的云制造資源需求與云制造服務(wù)資源間的匹配程度，選擇相匹配的云制造服務(wù)資源； I. 2)經(jīng)過初次匹配篩選出滿足需求的服務(wù)資源后，在云制造用戶滿足需求的所有制造云中建立以服務(wù)資源質(zhì)量、服務(wù)資源成本、服務(wù)資源周期為目標(biāo)的組合模型，使用進(jìn)化算法對組合模型求解，得到最優(yōu)解組成的互為非支配的云制造服務(wù)資源組合方案集； 1.3)對得到的組合方案集使用動態(tài)多屬性算法，選出最優(yōu)的面向需求的云制造服務(wù)資源組合方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法，其特征在于首先根據(jù)用戶的云制造資源需求間的直接相互影響關(guān)系，建立云制造服務(wù)資源需求的鄰接模糊矩陣
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法，其特征在于根據(jù)用戶的云制造資源需求的服務(wù)資源質(zhì)量、服務(wù)資源成本和服務(wù)資源周期要求，對服務(wù)資源進(jìn)行優(yōu)選，以制造云服務(wù)資源總成本函數(shù)最小化、服務(wù)資源質(zhì)量函數(shù)最大化、月艮務(wù)資源周期函數(shù)最小化為目標(biāo)，構(gòu)建組合模型； ■ W11.,,) = E ￡ ^PA [C (尸，《)+ C' (A 9)] p-l q=\ S Qp max Fq {y/pq ) =W,P'MP,《) p=l q=\ min Ft {￥pq ) = Y J] y/pt, [ T' (p., q) -I- T (；/ ,f)] p—\ q=l 相關(guān)約束條件為Fc(UVq) ^C*FQ(vp,q)彡 Q* Vl< P < S, I < Cl < Qp Q{p..ci)>Ql Ft ( D 彡 D*A夕 y\<p<S J^yzpq=I q~l 其中，S為滿足制造服務(wù)需求的服務(wù)資源的個數(shù)；QP表示可參與第p項制造服務(wù)內(nèi)容的服務(wù)資源數(shù)量；定義決策變量UV,，UVq=I表示第q項服務(wù)資源參與第P項服務(wù)內(nèi)容，反之￥p, ,=0，由于服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)成本、服務(wù)周期是制造服務(wù)選擇所采用的最重要的定量指標(biāo)，綜合考慮地域物流因素，定義Cs (p，q)、Ct (p，q)、Q (p, q)、Ts (p, q)、Tt (p, q)分別為第q項服務(wù)資源對第P項服務(wù)內(nèi)容的制造服務(wù)成本、物流成本、服務(wù)質(zhì)量、制造服務(wù)周期、物流周期，約束條件為I彡P(guān)彡S且I彡q彡Qp，Cf表示服務(wù)的總預(yù)算，Q*表示制造云服務(wù)質(zhì)量最低可靠性閾值，0;表示第P項制造服務(wù)質(zhì)量最低可靠性閾值，D*表示服務(wù)最遲到達(dá)期；構(gòu)建制造服務(wù)內(nèi)容-服務(wù)資源關(guān)系的編碼方式，以決策向量來表示算法的染色體，那么染色體就代表服務(wù)資源優(yōu)化組合方案，使用進(jìn)化算法對求解服務(wù)資源動態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化組合問題。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法，其特征在于根據(jù)得到的組合方案集，采用改進(jìn)的動態(tài)多屬性方法對方案進(jìn)行優(yōu)選，引入決策矩陣線性變換和M氏距離的概念，并結(jié)合灰色數(shù)的概念對最優(yōu)解所代表的服務(wù)資源動態(tài)組合方案進(jìn)行評價和優(yōu)選，從而篩選出最優(yōu)的服務(wù)資源組合方案，步驟如下 步驟I :采用決策矩陣線性變換方法獲得歸一化的灰色決策矩陣，其中望大性的歸一化決策矩陣元素變換方程為b =~a!~ = [^2~,~^~] U一TL一T 5一r J
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于性能融合的云制造服務(wù)資源匹配與組合方法。根據(jù)云制造服務(wù)資源與用戶的云制造資源需求之間的關(guān)系，將云制造服務(wù)資源組合分為匹配與組合兩個階段，構(gòu)建了匹配與組合的性能融合模型，采用動態(tài)多屬性決策方法對組合方案進(jìn)行評價排序，過濾出最優(yōu)的云服務(wù)資源組合方案。本發(fā)明解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)化制造資源匹配方法不能直接用于云制造服務(wù)匹配的實現(xiàn)的問題；同時將閑置的制造云可以在云平臺上進(jìn)行自動尋租，供客戶方便、快捷、安全、價廉地使用，這種n:1:m多對多需求與服務(wù)的映射關(guān)系,為制造業(yè)提供了多層次、立體化的制造服務(wù)。
文檔編號H04L29/08GK102780765SQ201210223298
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者馮毅雄, 鄭浩, 高一聰 申請人:浙江大學(xué)