云制造资源优化调度理论与方法研究

Cloud manufacturing is a new kind of manufacturing mode emerging from the combination of newly developed information technology and manufacturing. It has the vital significance to improve our manufacturing that entity manufacturing resources can achieve the effective integration of the dispersed and different address manufacturing resources through the online usufruct transactions of the cloud manufacturing platform and the offline manufacturing.This project summarizes that cloud manufacturing resource scheduling has the two characteristics of online and different address, and explores the influence of the cloud manufacturing resources' characteristics to the scheduling theory.We start the expand researches of the cloud manufacturing resources online scheduling mechanism and the corresponding online machine scheduling problem, different address machine production-distribution coordination optimization scheduling problem corresponding to the cloud manufacturing resources different address form the parallel machine scheduling problem containing multiple unavailable Intervale corresponding to the knowing in advance from the cloud manufacturing resource availability. Then we implement the cloud manufacturing resources online real-time scheduling through the organic combination of the mathematical modeling method for the local certainty problem and the multi-Agent system modeling method for the global uncertainty problem.This project researches on the shock and innovation from the new type of cloud manufacturing mode's specific characteristics to the scheduling theory breaking through the premise of fixed quantity and in-place machine in the existing classical scheduling problem.

云制造是新兴信息技术与制造业相结合所产生的一种新型制造模式。实体制造资源通过云制造平台线上使用权交易，线下生产制造，能够实现分散异址制造资源的有效整合，对我国制造业由大做强具有至关重要的意义。本项目总结了云制造资源调度具有在线和异址两大特点，探索云制造资源特点对调度理论的影响，首先从云制造资源可用性预先获知的情形对应的含有多个不可用时段的平行机调度问题入手，然后拓展研究云制造资源在线调度机理以及对应的在线机器调度问题，最后研究云制造资源异址性对应的异址机器生产配送协同优化调度问题。对局部确定性问题采用数学建模方法，对全局不确定性问题采用多Agent系统建模方法，并通过两种方法的有机结合实现对云制造资源的在线实时调度。本项目突破现有经典调度问题关于机器同址且数量固定的假设前提，研究新型云制造模式具体特点对调度理论的冲击和创新，因此具有重要的理论价值和现实意义。

云制造是新一代信息技术与制造业深度融合的结果，对促进社会化制造资源共享、制造型企业共赢，降低制造资源浪费有重要意义。云制造资源调度不仅对有效实现云制造资源共享起支撑作用，同时也对针对传统制造模式的调度理论与方法提出了挑战。.项目主要研究内容包括：①首先系统分析了云制造资源的外部性、在线性和异址性等特点，以及云制造资源调度系统运行机理；②在此基础上对在线云制造资源调度方法开展研究，分别研究了制造周期内制造资源数量变化所形成的多不可用时段的平行机调度问题，以及共享模式下租用成本与生产效率的协调调度问题；③然后考虑云制造资源空间地理位置对配送的影响，研究了生产-配送的协同调度问题。.项目研究重要结果包括：①构建了云制造资源调度系统的通用框架及其多智能体系统模型；进一步从云制造环境下企业竞合模型、制造与服务双重特点的云制造随机优化系统模型等角度探索和揭示云制造资源调度系统的运行机理；②从考虑不可用时段的平行机调度、云制造资源使用成本与生产效率的平衡调度等角度探索了在线云制造资源调度模型与优化方法；③从单制造资源到多个云制造资源，研究了多种情形的生产-配送协同调度方法。.通过项目研究工作，①在国内外重要学术期刊上发表论文27篇，其中17篇发表与SCI期刊或被SCI源刊录用；②资助了5位青年教师参与共同研究，并支持了6位博士研究生和18位硕士研究生的论文研究工作；③荣获教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖（二等奖）和人文社科奖（二等奖）各1项；④参与制定和发布了国家标准3项、合肥市相关制造业团体标准6项。.上述研究工作和重要结果揭示了云制造资源调度的新特点、新性质，为构建云制造资源的优化调度方法提供了新思路，在制造型企业运营管理、生产调度、供应链调度、优化方法等方面有科学意义，并对云制造资源的充分利用有参考价值。相信随着新一代信息技术和制造业相互融合的不断深入，云制造资源优化调度方法将不断展现其广泛的应用前景。