一种应用于协同制造系统中的资源配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及系统的优化配置领域，尤其涉及一种应用于协同制造系统中的资源配 置方法。
【背景技术】
[0002] 产业链资源配置优化作为协同产品制造的关键环节对产品的最终质量起了决定 性的作用，协同制造资源配置是在产品的制造过程中，利用信息技术与Web技术，实现企业 间优势制造资源整合，将制造系统的组织边界从单一制造工厂扩展到网络化制造联盟。通 过分布协同的工作方式使产品生命周期中的制造思想、制造进程、制造组织和制造信息更 合理有序，产品制造方案和过程广泛优化、共享，并促使制造过程并行化、集成化、智能化， 从机制与手段上保证产品的高性能、高质量、低成本和短周期。这是一种基于网络计算、具 有并行处理和协同处理能力、异构型的高性能敏捷制造环境。协同制造资源优化配置的目 的是为了借助于信息网络的支持，把地理上分散的、能力互补的企业资源连接起来。它们合 作完成产品的设计、制造、装配，以及销售和服务整个生命周期，以最小的成本，获取最大的 利益。
[0003] 然而，在目前的协同制造平台下，资源具有种类多、动态变化快以及相互间关系复 杂的特性，据此建立的资源优化配置模型混合了整数规划和线性规划问题的特征，这种模 型是NP完全（NP Complete，NPC)问题，NP完全问题是指所有的NP问题都可以用多项式时 间划归到他们中的一个。单独使用上述整数规划算法或线性规划算法中的某一类都能在算 法时间和问题可解性上遇到困难，若单独采用蚁群算法会面临收敛速度过慢的问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有的资源优化配置模型存在的上述问题，现提供一种旨在实现收敛速度快 的应用于协同制造系统中的资源配置方法。
[0005] 具体技术方案如下：
[0006] 一种应用于协同制造系统中的资源配置方法，于一基础平台上形成所述协同制造 系统，所述基础平台用于为所述协同制造系统提供正常运行所需的基础数据和基础服务；
[0007] 所述协同制造系统包括有预设的多条表示制造服务资源约束和制造协同关系的 产业链，包括下述步骤：
[0008] A1.获取用户期望的指标参数组和制造服务资源约束条件；
[0009] A2.根据所述指标参数组建立相应的所述制造协同关系；
[0010] A3.根据所述制造服务资源约束条件，采用迭代的方式对所述制造协同关系进行 优化，以获取优化后的所述制造协同关系对应的产业链。
[0011] 优选的，所述指标参数组包括：制造执行链执行时间的期望值、制造成本的期望 值、制造可靠性参数、制造质量参数和制造满意度参数。
[0012] 优选的，在所述步骤A2中根据所述指标参数组建立相应的所述制造协同关系为：
[0013] minf(P) = w/(P)/T〇+w2c (P)/C〇
[0014]
【主权项】
1. 一种应用于协同制造系统中的资源配置方法，于一基础平台上形成所述协同制造系 统，所述基础平台用于为所述协同制造系统提供正常运行所需的基础数据和基础服务； 所述协同制造系统包括有预设的多条表示制造服务资源约束和制造协同关系的产业 链，其特征在于，包括下述步骤： Al.获取用户期望的指标参数组和制造服务资源约束条件； A2.根据所述指标参数组建立相应的所述制造协同关系； A3.根据所述制造服务资源约束条件，采用迭代的方式对所述制造协同关系进行优化， 以获取优化后的所述制造协同关系对应的产业链。
2. 如权利要求1所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，所述指标 参数组包括：制造执行链执行时间的期望值、制造成本的期望值、制造可靠性参数、制造质 量参数和制造满意度参数。
3. 如权利要求1所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，在所述步 骤A2中根据所述指标参数组建立相应的所述制造协同关系为：
其中，Ttl表示制造执行链P执行时间的期望值； Q1表示制造成本的期望值；R C1表示制造可靠性参数； Qtl表示制造质量参数； 3八(|表示制造满意度参数； T(P)表示制造执行链P对应的时间函数； C(P)表示制造执行链P对应的成本函数； R(P)表示制造执行链P对应的可靠性函数； Q(P)表示制造执行链P对应的质量函数； SA(P)表示制造执行链P对应的满意度函数； ?1表示制造执行链P对应的时间函数的权重值； ?2表示制造执行链P对应的成本函数的权重值。
4. 如权利要求3所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，制造执行 链P对应的时间函数T(P)、制造执行链P对应的成本函数C(P)、制造执行链P对应的可靠 性函数R (P)、制造执行链P对应的质量函数Q (P)和制造执行链P对应的满意度函数SA (P) 的计算均通过所述制造协同关系的类型进行计算； 所述制造协同关系为同一个所述制造执行链中包括的制造任务之间的执行顺序关系。
5. 如权利要求1所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，在所述步 骤A3中采用遗传算法与模型退火算法迭代的方式对所述制造协同关系进行优化。
6. 如权利要求5所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，所述遗传 算法的具体过程为： 采用二进制编码表示制造执行链，将公式（1)的解空间映射到位串空间； 获取每个个体的适应度值，比较个体的适应度值，并按照适应度值从大到小的顺序对 个体进彳T排序； 按照个体根据适应度值从大到小的排列顺序，将预设选择概率依次分配给每个个体； 将个体随机搭配成对，对每一对个体以交叉概率交互其中的部分染色体。
7. 如权利要求6所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，所述交叉 概率的取值范围在0. 25至1之间。
8. 如权利要求5所述应用于协同制造系统中的资源配置方法，其特征在于，所述模型 退火算法是采用冷却进度表来控制所述遗传算法的进程，使所述遗传算法在预设参数减小 并趋于零时获得的全局最优解。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于协同制造系统中的资源配置方法，于一基础平台上形成所述协同制造系统，所述基础平台用于为所述协同制造系统提供正常运行所需的基础数据和基础服务；所述协同制造系统包括有预设的多条表示制造服务资源约束和制造协同关系的产业链，包括下述步骤：获取用户期望的指标参数组和制造服务资源约束条件；根据所述指标参数组建立相应的所述制造协同关系；根据所述制造服务资源约束条件，采用迭代的方式对所述制造协同关系进行优化，以获取优化后的所述制造协同关系对应的产业链。本发明采用迭代的方式对所述制造协同关系进行优化，以获取优化后的所述制造协同关系对应的产业链，可实现收敛速度快以获取最优的产业链结构的目的。
【IPC分类】G06Q10-06
【公开号】CN104751302
【申请号】CN201510197774
【发明人】柳先辉, 王志成, 赵卫东
【申请人】同济大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月23日