基于FAHP和改进蚁群算法的网络化制造资源链构建研究

网络化制造资源集成共享与优化配置主要包括协同制造总任务的分解、单任务驱动的制造资源的评价选择、时序约束关联单任务链驱动制造资源链的构建三个阶段。首先根据协同制造总任务分解的特点,提出了跨组织协同制造任务分解过程模型和相应的分解算法。然后提出了单任务约束驱动网络化制造资源评价指标体系与评价算法,在此基础上对单任务驱动检索的候选资源集,提出了基于改进蚁群算法的时序约束关联单任务链驱动网络化制造资源服务链构建模型与算法。最后通过仿真算例说明了研究成果的有效性。     

基于改进粒子群算法的跨组织资源链构建研究

基于时序约束任务链驱动的资源链构建视角研究了跨组织资源共享问题,提出了以时间、成本、服务能力综合最优来构建跨组织资源链无约束数学模型,并设计了求解该模型的改进二进制粒子群算法。该算法通过采用惩罚函数,并引入时变粒子位置编码、参数设置和位置更新,提高了算法的收敛速度和全局搜索能力。最后对一个跨组织资源链的构建算例进行了仿真,并利用改进的粒子群算法构建了基于时间、成本和服务能力综合最优的跨组织资源链,研究结果及分析对比结果表明,该方法是有效可行的。     

云制造环境下设备资源的多目标优化选择

为有效地对云制造环境下的异地设备资源进行优化选择,提出一种面向设备资源组合服务链的优化选择方法。建立了以时间最短、成本最低、可靠性最高为目标的设备资源选择模型;利用改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法对模型进行求解,再用层次分析法与熵值法相结合的最优决策方法对所求得的Pareto最优解集中的各设备资源组合进行综合评价。通过实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于改进粒子群算法的跨组织资源链构建研究

基于时序约束任务链驱动的资源链构建视角研究了跨组织资源共享问题,提出了以时间、成本、服务能力综合最优来构建跨组织资源链无约束数学模型,并设计了求解该模型的改进二进制粒子群算法。该算法通过采用惩罚函数,并引入时变粒子位置编码、参数设置和位置更新,提高了算法的收敛速度和全局搜索能力。最后对一个跨组织资源链的构建算例进行了仿真,并利用改进的粒子群算法构建了基于时间、成本和服务能力综合最优的跨组织资源链,研究结果及分析对比结果表明,该方法是有效可行的。     

面向云计算环境任务调度的改进蚁群算法

云计算环境下的任务调度问题是一个NP完全问题,其目的是在各个处理节点上合理分配任务,优化调度策略以保证有效完成任务。以总任务完成时间最短和计算成本最低为优化目标,针对蚁群优化算法易陷入局部最优的缺陷,提出了一种求解该问题的改进蚁群算法。该算法将遗传算法的二点交叉算子融入到蚁群优化算法中,以提高蚁群优化算法的局部搜索能力。通过在云仿真平台Cloud Sim上进行仿真实验,结果表明改进蚁群算法缩短了总任务完成时间,降低了计算成本,从而证明了该算法能有效地解决云计算环境下的任务调度问题,并且其优化能力和收敛速度优于蚁群优化算法和改进离散粒子群算法。     

基于混合蛙跳算法的企业集团订单分配研究

针对企业集团在订单分配时优先选择内部企业的问题,提出了一个基于产品经济参数和内部企业贡献因子的订单分配策略,解决企业集团订单优先分配量与价格、质量和时间的优化问题。以某建材装备制造集团的订单分配为例,构建了一个基于采购成本最低、不合格产品损失和延期交货损失最少以及对企业集团的贡献最大为优化目标的数学模型。采用改进的混合蛙跳算法对模型进行求解,验证所建模型的合理性和有效性,并与遗传算法、蚁群算法的结果相互比较,验证算法的优越性。     

基于改进蚁群算法的制造云服务组合优化

为解决云制造环境下的动态服务组合问题,提出一种基于改进蚁群算法的制造云服务组合优化算法。在分析制造云服务组合流程的基础上,通过子任务服务质量评估模型优选制造云服务,并将服务质量值作为信息素,以服务间转移成本为启发函数参数,采用最优路径列表和轮盘赌选择机制改进蚁群算法,求解整体最优组合路径,最后利用组合制造云服务的服务质量计算模型评估全局最优路径服务质量综合信息。仿真实验证明该算法能有效求解制造云服务组合问题,并能较快地收敛于全局最优解。     

蚁群算法及灰色理论在制造资源配置中的应用

为了优化网络化制造环境下的制造资源配置问题,提出了一种将灰色关联理论和蚁群算法相结合的资源优化选择求解方式.在该求解方式中,首先根据工艺规划将零件加丁任务分解为按照时间先后排列的工序集;然后在每个工序节点上利用灰色关联理论解决多目标决策问题中的优势,通过多层次灰色关联系数的确定,筛选出一定数量满足要求的候选制造资源,从而缩小问题域的范围;最后利用蚁群算法从运输成本角度出发,寻找零件加工最优的制造资源选择路径,以实现网络化制造中制造资源的优化配置.     

基于自适应蚁群算法的协同制造项目资源优化配置

为探索更高效的协同制造资源优化配置算法,提出了基于自适应蚁群算法的求解方法。针对零件的特定工艺线路,建立了以时间、成本和质量为目标的制造资源优化配置模型,设计了模型求解的自适应蚁群算法,并给出具体算例,验证了算法的可行性和有效性。     

双资源约束的航天结构件车间生产调度方法

针对航天结构件生产调度过程中工序加工时间随操作人员能力级别而变化,关重件和关键工序特定设备和人员要求约束等问题,构建综合考虑关键设备和人员双资源约束的柔性车间作业调度数学模型,解决航天结构件生产设备资源维、人员资源维、工序信息维的描述。为实现双资源约束下的柔性调度,提出嵌套式蚁群-遗传混合算法,针对结构件加工工序设备和人员双资源选择问题,建立资源选择问题与蚁群并行搜索的映射关系,设计蚁群算法实现资源选择;为提高算法搜索性能,利用遗传算法求解当前蚂蚁资源选择下的调度问题,在避免人员资源使用冲突前提下实现设备加工工序的优化排序,使得关键设备利用率最大,总完工时间最短,并通过综合考虑蚁群和遗传算法阶段的求解目标进行蚁群算法信息素的更新,大大提高算法获得较优解的性能。最后,通过航天结构件车间实际案例进行算法测试,测试结果表明,嵌套式蚁群-遗传混合算法能有效地求解双资源约束的航天结构件车间生产调度问题,可降低资源总负荷,提高关键设备利用率,避免人员资源冲突,具有良好的综合调度性能。     

面向网络协同制造的制造服务优化选择研究

为了更好地实现网络制造环境下制造资源共享与优化配置,提出了协同制造链的概念;详细分析了协同制造链构建过程中的制造服务优化选择问题,建立了其数学模型;并进一步针对该问题,给出了一个制造服务评价指标体系;在此基础上,设计了一个基于模糊层次分析法的制造服务优化选择算法;最后,通过实例验证了该算法的有效性。     

自适应制造资源动态服务组合与优化框架

针对制造资源服务组合面临的不确定性因素干扰和服务质量保障的特殊需求,面向制造领域引入了CPS使能技术及其理念,构建了面向制造的信息物理融合系统(CPS)体系架构;在此架构下,建立了制造资源的感知模型和认知模型,以把握制造资源的即时服务能力;基于对制造资源的即时服务能力的动态把握,建立了具有自适应能力的制造资源动态服务组合滚动优化框架。最后,利用面向制造的CPS原型系统验证了该框架的可用性。     

面向制造网格的应用平台及虚拟企业建模研究

在分析制造网格、计算网格和网络化制造之间差异的基础上,探讨了面向制造网格的应用平台及虚拟企业 建模等问题。首先,分析了制造网格和网络化制造在资源组织和应用模式上存在的差异,提出一种面向制造网格 的应用框架;其次,研究了制造网格相对于计算网格所具有的多变业务目标、多级资源共享、资源服务的提供和 结果提交的在线和离线混合方式的特点,形成了制造网格的应用内涵;然后,在剖析计算网格、基于资源服务的 制造网格以及应用程序等基础上,形成了从业务链、资源服务链到网格节点链的处理过程,并最终导出了面向制 造网格应用的虚拟企业的组织模型。最后,通过对问题的量化描述了应用平台的处理过程和算法。上述研究对于 推动制造网格的应用和虚拟企业的组织建模具有积极的意义。     

面向大规模个性化制造的车间制造服务协作链构建方法

大规模个性化制造模式下,车间内部的制造资源需频繁进行重组以构建新的服务协作链来完成不同的制造任务。为提高服务协作链的高效性和稳定性,建立了制造资源聚合模型来描述车间制造资源的聚集关系,并基于改进的K-means++算法将制造资源封装成车间制造服务。使用频繁子网络挖掘算法挖掘了频繁出现的服务协作链,并提出服务协作链评价方法来对获取的服务协作链进行评价和筛选。最后通过案例分析对所提方法的可行性和有效性进行了验证。     

面向网络化制造的资源共享服务平台研究

为支持网络化制造环境下联盟企业之间的资源共享和协同工作,提出了构建面向网络化制造的资源共享服务平台的技术方案。给出了该平台的功能体系结构,详细分析了网络化制造模式下的资源获取和集成技术、共享资源的网络化和集成化管理技术、基于资源共享的异地企业协同工作技术、基于应用服务提供商模式的网络化制造服务技术,以及基于Web服务的虚拟企业应用系统集成技术等关键使能技术,并通过原型系统的开发和初步应用验证了该技术方案的可行性和实用性。     

轻纺区域网络化制造系统的研究

在需求分析的基础上，提出将协同设计、供应链管理、客户关系管理和ASP服务作为轻纺区域网络化制造系统的重点，建立了一个由基础层、系统核心层、应用服务层和门户层组成的轻纺区域网络化制造系统，并详细介绍了系统的功能。给出了基于多Agent的应用服务提供机制。提出了虚拟ASP服务的概念，建立了面向业务的虚拟ASP服务过程模型。探讨了轻纺区域网络化制造系统的实施模式和商业模式。     

区域网络化制造ASP服务平台资源集成框架研究

对区域网络化制造ASP服务平台资源集成方法进行了研究,提出了基于Web服务技术的区域制造资源集成框架,分析了适用于ASP服务平台与Web站点间集成的分布式资源管理与集成方案,以及适用于ASP服务平台与企业资源集成的企业资源管理与资源集成方案。开发了基于统一接口形式的Web服务发布向导及企业资源管理系统,通过在平台建立私有UDDI注册中心动态调用资源,形成分布式资源集成与资源管理框架,此集成框架已在成都—德阳—绵阳区域网络化制造平台中得到初步应用。     

基于网格的应用服务提供商平台制造资源共享方法研究

针对网络化制造应用服务提供商平台的网络带宽瓶颈和服务能力不足的问题,在传统中央服务器一对多模型的基础上,提出了基于网格的多对多服务模型,将平台提供的制造资源服务由多个分布的网格服务节点协同完成.面向多对多服务模型,建立了以服务为中心的制造资源模型,采用面向对象的方法建立制造资源模板,实现了基于资源描述框架的元数据描述.在制造资源的发现方面,采用分布式和集中式相结合的机制,建立了相应的分层模型,并给出资源查找过程.最后,讨论了平台原型系统的组件结构及关键技术,并通过原型系统的开发和初步应用,验证了模型的可行性和实用性.