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基于复杂网络的云制造资源配置方法研究

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目录

声明

1 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 云制造及资源服务化研究现状

1.2.2 任务分解研究现状

1.2.3 资源匹配研究现状

1.2.4 云制造多主体博弈研究现状

1.3 论文研究内容及结构安排

2 基于复杂网络的云制造资源配置方法研究框架

2.1 云制造资源配置过程

2.2 云制造资源配置研究框架

2.2.1 云制造任务/资源虚拟化

2.2.2 云制造任务分解聚合

2.2.3 云服务资源匹配

2.2.4 云服务资源优选

2.3 本章小结

3 基于图聚类算法的云制造任务分解聚合

3.1 云制造任务形式化描述建模

3.2 复杂云任务分解特点与原则

3.3 云制造任务的内聚性与耦合性

3.3.1 任务耦合性与任务关联度

3.3.2 任务约束结构与任务关联度

3.3.3 任务内聚性与粒度控制

3.4 云制造任务分解聚合算法

3.4.1 基于产品结构树的初步分解

3.4.2 基于图聚类算法的任务聚合

3.5 实例分析

3.6 本章小结

4 基于复杂网络的服务资源筛选匹配

4.1 服务资源与制造子任务的建模与描述

4.1.1 服务资源形式化建模

4.1.2 子任务属性聚合描述

4.2 任务—资源复杂网络模型构建

4.3 云任务—服务资源匹配度求解

4.3.1 候选资源的模糊综合评价

4.3.2 基于AHP与变异系数法的偏差最小组合权重计算

4.3.3 基于灰色关联分析的匹配度计算

4.4 基于聚类分配算法的任务资源分组匹配

4.5 实例分析

4.6 本章小结

5 基于动态演化博弈的服务资源优选

5.1 基于复杂网络的动态演化博弈模型

5.1.1 行为策略空间的构建

5.1.2 效用矩阵的构建

5.2 基于前景理论的任务满意度激励方法

5.3 基于模仿优胜规则的策略选择与更新

5.4 演化博弈模型求解

5.5 实例分析

5.6 本章小结

6 基于复杂网络的云制造资源配置原型系统

6.1 原型系统的功能分析

6.2 原型系统的框架设计

6.3 原型系统的工作流程

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 论文总结

7.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读学位期间主要研究成果

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摘要

随着以智能化为代表的新一轮信息革命的到来,传统制造业急需进行转型升级以适应多变的市场环境。云制造依托网络共享各种制造服务资源,满足客户定制化需求,成为了制造业发展的新趋势,其中云制造资源的高效合理配置是其核心问题。本论文围绕云服务资源在配置过程中精准度有限、集体收益较少的问题,在构建面向云任务的资源匹配框架的基础上,通过复杂网络及演化博弈论等方法研究复杂云任务的分解聚合、任务资源匹配以及基于集体利益的服务资源优选等问题,主要的研究内容如下: 提出了基于复杂网络的云任务分解聚合方法。确定了云任务分解的基本单元,阐述了复杂任务分解的具体内容与步骤。针对复杂云任务,提出了任务粒度的衡量指标,给出了任务拆分的基本原则与相关约束。根据元任务之间的任务相关度,建立了关联无向图,采用图团体检测算法进行图分割,达到了复杂任务分解聚合的目的。 提出了基于复杂网络的服务资源筛选匹配方法。根据任务约束结构,对复杂云制造任务分解聚合得到的子任务进行综合语义描述。基于二模网络,构建了任务——资源网络模型,在对服务资源优劣模糊综合评价的基础上,以任务需求为参考序列,通过灰色关联分析法求解候选服务资源与任务间的匹配度。采用二模网络社区发现算法获得各子任务的资源候选池,通过模块性函数对社团划分质量进行评价,保证了资源的快速合理筛选匹配。 构建了基于云制造联盟集体利益的服务资源优选模型。在子任务候选服务资源集的基础上,构建了任务发布方与服务资源方的演化博弈网络模型。通过前景理论提出了考虑预估任务完成满意度的激励方法,扩展了博弈策略空间,提高了联盟的任务完成效率。利用费米更新规则在各参与主体的策略学习过程中引入随机性,演化了博弈网络达到均衡状态的全过程。以云制造联盟的最大集体收益为目标,选择最优服务资源组合方案。 研发了云制造资源配置原型系统。在分析原型系统功能模块以及业务流程的基础上,以IntelliJIDEA为开发平台,采用Vue框架设计前端界面、MATLAB实现相关算法、MySQL数据库存储数据、Java编程语言联通前后端,实现了面向复杂云制造任务的资源配置原型系统,验证了本论文所提模型与方法的可行性和有效性。

著录项

  • 作者

    席海洋;

  • 作者单位

    西安理工大学;

  • 授予单位 西安理工大学;
  • 学科 机械工程;机械制造及其自动化
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 高新勤;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    复杂网络; 制造资源配置;

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