网络化协同制造环境下线上资源的在线聚类与优化调度方法研究

Networked collaborative manufacturing is proposed in the deep fusion of new internet technology and manufacturing industry. In networked collaborative manufacturing, resources can be configured between a large number of companies, which can enhance the manufacturing capability of companies and is important for manufacturing industry of our country. However, online resources are dynamic, widespread, and in different forms. The utilization of online resources is complex and difficult to control, which prevents the utilization of online resources. No effective utilization methods can be provided from traditional scheduling theory. Therefore, our proposal aims to find the effective utilization mechanism of online resources from the manufacturer perspective. First, we analyze the reason of isomerism of resources and investigate on brief standardization method. Then we propose a clustering algorithm to find a feasible set of resources for the manufacturer. Second, we analyze the order of the manufacturer and provide a detailed resource demand. We investigate on the resource-selecting model and the selecting rule to find an optimized resource configuration plan. Finally, we study the online scheduling method of online resources to optimize the manufacturing capability, production cost and service level. We also consider the estimation method of the improvement of manufacturing system, which is conducted by the utilization of online resources. The results of the proposal will provide theoretic and technical support for resource configuration of manufacturers.

新兴信息技术与制造业的深度融合，产生了网络化协同制造这一新型制造模式。网络化协同制造能够有效促进社会制造资源共享，极大提高制造企业的制造能力，对我国制造业发展具有重要的现实意义。但线上资源存在着动态性、广泛性和异构性的特点，使用过程复杂、可控性差，传统调度理论难以实现线上资源的高效利用。本项目从制造企业运作的微观角度入手，探索线上资源的在线聚类和优化利用方法。首先，分析线上资源异构性的产生机制，研究异构资源的标准化规则，进而设计高性能的资源在线聚类方法；然后，从企业订单入手分析制造资源的需求，构建线上资源的在线选择模型，研究备选线上资源的选择机制，在满足制造需求的前提下优化制造资源的配置；最后，研究线上资源和企业自有资源的组合利用方法，优化企业的制造能力、制造成本和客户服务水平，研究线上资源对企业制造系统改进效果的评价方法，为制造企业高效利用线上资源提供理论依据和方法支撑。

网络化协同制造模式下，线上资源存在着动态性、广泛性和异构性的特点，使用过程复杂、可控性差，传统调度理论难以实现线上资源的高效利用。本项目旨在探索线上资源的在线聚类和优化利用方法。首先，分析了线上资源异构性的产生机制，研究异构资源的标准化规则；然后，从企业订单入手分析制造资源的需求，构建线上资源的在线选择模型，研究备选线上资源的选择机制，在满足制造需求的前提下优化制造资源的配置；最后，研究线上资源和企业自有资源的组合利用方法，优化企业的制造能力、制造成本和客户服务水平，研究线上资源对企业制造系统改进效果的评价方法。项目提出了网络化协同制造模式下的异构资源标准化规则；构建了线上资源的分析和选择模型，设计了优化算法；构建了线上线下资源的混合优化模型，提出了高效的优化算法。项目的研究结果能够应用在汽车、家电等典型的离散型制造企业中，对制造企业的资源规划、效率优化和成本控制提供了扎实的理论依据，为制造资源网络化环境下的企业运营提供了直接有效的技术支撑和方法指导。