基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法及控制系統(tǒng)。其中，基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法包括如下步驟：確定完成協(xié)同制造所需的多個縱向任務(wù)節(jié)點；對于其中的每一縱向任務(wù)節(jié)點，搜索能夠完成該縱向任務(wù)節(jié)點的多組候選服務(wù)，所述候選服務(wù)由可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)組成；基于所有縱向任務(wù)節(jié)點選定的候選服務(wù)，確定能夠完成協(xié)同制造的多組串聯(lián)服務(wù)組合；對所述多組串聯(lián)服務(wù)組合進行尋優(yōu)，確定協(xié)同制造的方法?；诒景l(fā)明，可以更為有效地支撐集群企業(yè)間的資源共享，通過協(xié)同制造，使中小企業(yè)能夠更好地應(yīng)對市場需求。
【專利說明】基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法及控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造服務(wù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界經(jīng)濟的版圖是被產(chǎn)業(yè)集群所控制，即相關(guān)產(chǎn)業(yè)通過地理上的集中，從而在本領(lǐng)域獲得不同尋常的競爭優(yōu)勢。隨著國內(nèi)近些年的經(jīng)濟快速增長，一些產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)在世界上獲得了一定的聲譽，如浙江省湖州市的紡織服裝產(chǎn)業(yè)集群，廣東省東莞市的電子產(chǎn)品制造集群等。但是，中國的工業(yè)集群仍然處于初級發(fā)展階段，很多企業(yè)僅僅是地理上的集中，集群內(nèi)部產(chǎn)業(yè)分工與合作水平低，沒有形成網(wǎng)絡(luò)組織的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)、互相依存、和專業(yè)化分工)，尤其以資源驅(qū)動型和規(guī)劃引導(dǎo)型集群最為突出。隨著金融危機的出現(xiàn)，國際市場需求跌宕起伏，對于中小企業(yè)而言，依靠自身的力量和資源難以應(yīng)對目前的嚴(yán)峻形勢，舊有的發(fā)展模式已經(jīng)越來越難以為繼。
[0003]以珠三角地區(qū)為例，與危機前相比，外向型企業(yè)的出口和訂單下降幅度在20%?50%之間。在惡劣的市場環(huán)境下，中小企業(yè)往往處于被動適應(yīng)的狀態(tài):一方面，需要維持一定數(shù)量的產(chǎn)能與規(guī)模，以保證企業(yè)的生存；另一方面，又不能維持的產(chǎn)能過高，否則運行成本會難以承受。但是，在市場需求發(fā)生劇烈波動的時候，這種運行模式往往使企業(yè)處于兩難境地:如果訂單激增，企業(yè)依靠自身的力量和資源難以承擔(dān)；如果訂單驟減，又會造成企業(yè)資源的閑置和浪費。對于中小企業(yè)而言，必須借助外部的力量，通過協(xié)同制造，才能應(yīng)對目前的嚴(yán)峻形勢。
[0004]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)以自身信息系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)模塊為依托，對企業(yè)的制造能力進行Web封，并通過平臺進行服務(wù)資源注冊發(fā)布。企業(yè)之間的協(xié)同制造需要通過服務(wù)資源之間的動態(tài)組合來實現(xiàn)。
[0005]因此，如何基于Web服務(wù)進行更好的協(xié)同制造控制，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法及控制系統(tǒng)，以通過協(xié)同制造，使中小企業(yè)能夠更好地應(yīng)對市場需求。
[0007]第一方面，本發(fā)明公開了一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，包括如下步驟:步驟1，確定完成協(xié)同制造所需的多個縱向任務(wù)節(jié)點；步驟2，對于其中的每一縱向任務(wù)節(jié)點，搜索能夠完成該縱向任務(wù)節(jié)點的多組候選服務(wù)，所述候選服務(wù)由可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)組成；基于所有縱向任務(wù)節(jié)點選定的候選服務(wù)，確定能夠完成協(xié)同制造的多組串聯(lián)候選服務(wù)組合；步驟3，對所述多組串聯(lián)候選服務(wù)組合進行尋優(yōu)，確定協(xié)同制造的串聯(lián)服務(wù)組合。
[0008]第二方面，本發(fā)明還公開了一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制系統(tǒng)，包括:縱向任務(wù)節(jié)點確定模塊、串聯(lián)服務(wù)組合確定模塊和協(xié)同制造方法確定模塊。其中，縱向任務(wù)節(jié)點確定模塊用于確定完成協(xié)同制造所需的多個縱向任務(wù)節(jié)點；串聯(lián)服務(wù)組合確定模塊用于對于其中的每一縱向任務(wù)節(jié)點，搜索能夠完成該縱向任務(wù)節(jié)點的多組候選服務(wù)，所述候選服務(wù)由可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)組成；基于所有縱向任務(wù)節(jié)點選定的候選服務(wù)，確定能夠完成協(xié)同制造的多組串聯(lián)候選服務(wù)組合；協(xié)同制造方法確定模塊用于對所述多組串聯(lián)候選服務(wù)組合進行尋優(yōu)，確定協(xié)同制造的串聯(lián)服務(wù)組合。
[0009]本發(fā)明不僅考慮工作流上各個環(huán)節(jié)間服務(wù)的縱向協(xié)同，還要考慮同一環(huán)節(jié)上存在著不同服務(wù)間的橫向組合，即不同服務(wù)之間橫向組合形成虛擬企業(yè)。因此，基于本發(fā)明，可以更為有效地支撐集群企業(yè)間的資源共享，通過協(xié)同制造，使中小企業(yè)能夠更好地應(yīng)對市場需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0011]圖1為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法實施例的步驟流程圖；
[0012]圖2為基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法的一個實施例中，可用虛擬服務(wù)的確定的步驟流程圖；
[0013]圖3為基于橫向協(xié)作的協(xié)同制造原理圖；
[0014]圖4為可用虛擬服務(wù)確定的步驟流程圖；
[0015]圖5為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法一個實施例的示意圖；
[0016]圖6為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法中，改進的模仿學(xué)習(xí)操作過程；
[0017]圖7為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法中，變異的觀察學(xué)習(xí)過程
[0018]圖8為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法一個實例的組合網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0019]圖9為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法在市場需求穩(wěn)定情況下企業(yè)集群收益對比；
[0020]圖10為本發(fā)明基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法在市場需求劇烈變動情況下企業(yè)集群收益對比。
【具體實施方式】
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步詳細說明。
[0022]本發(fā)明基于如下思考:企業(yè)資源服務(wù)間的組合具有兩個典型的特點:①企業(yè)資源服務(wù)則更加側(cè)重于價格、質(zhì)量、產(chǎn)能等業(yè)務(wù)指標(biāo)。②在企業(yè)服務(wù)組合的路徑上，除了節(jié)點之間的縱向服務(wù)組合之外，在單個節(jié)點上還可能存在不同服務(wù)間的橫向組合，例如幾家企業(yè)協(xié)同制造某種產(chǎn)品部件。如何針對企業(yè)協(xié)作的特點，從數(shù)量眾多的企業(yè)服務(wù)中選取合適的服務(wù)進行組合，才能更為有效地支撐企業(yè)間的協(xié)同制造，是本發(fā)明的核心所在。
[0023]從運作模式而言，企業(yè)的協(xié)同模式主要是縱向協(xié)同，現(xiàn)說明如下:
[0024]參照圖1。企業(yè)的縱向協(xié)同，即單個供應(yīng)鏈中上、下游企業(yè)間的合作，按照產(chǎn)品生產(chǎn)的順序階段來集成企業(yè)之間的資源。通過縱向協(xié)同，可以形成定制化生產(chǎn)能力較強、能夠承擔(dān)某一獨立任務(wù)的服務(wù)組合。
[0025]本發(fā)明在上述企業(yè)縱向合作的基礎(chǔ)上，提出:縱向協(xié)同中的一個環(huán)節(jié)，可能并不是某個具體的企業(yè)資源服務(wù)，而是由多個企業(yè)橫向協(xié)同所構(gòu)成的虛擬服務(wù)。由于協(xié)同環(huán)境具有不確定性，用戶需求、企業(yè)能力、服務(wù)狀態(tài)等不斷發(fā)生變化，為了實現(xiàn)企業(yè)服務(wù)間的“最佳協(xié)作”，企業(yè)間的服務(wù)組合需要不斷的進行動態(tài)調(diào)整。圖1中的SI，S2等代表不同的環(huán)節(jié)。具體參照圖2。
[0026]參照圖2。圖2為本發(fā)明一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，包括如下步驟:
[0027]步驟S210，確定完成協(xié)同制造所需的多個縱向任務(wù)節(jié)點；
[0028]步驟S220，對于其中的每一縱向任務(wù)節(jié)點，搜索能夠完成該縱向任務(wù)節(jié)點的多組候選服務(wù)，候選服務(wù)由可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)組成；基于所有縱向任務(wù)節(jié)點選定的候選服務(wù)，確定能夠完成協(xié)同制造的多組串聯(lián)候選服務(wù)組合；
[0029]步驟230，對多組串聯(lián)候選服務(wù)組合進行尋優(yōu)，確定協(xié)同制造的串聯(lián)服務(wù)組合。
[0030]本實施例在考慮縱向協(xié)同的基礎(chǔ)上，著重于每一個縱向任務(wù)節(jié)點的橫向協(xié)同。集群中的橫向協(xié)同，即不同供應(yīng)鏈中處于同一環(huán)節(jié)上的企業(yè)協(xié)作，根據(jù)市場需求來集成能夠提供相同資源的企業(yè)服務(wù)。通過橫向協(xié)同，中小企業(yè)可以更為有效地支撐集群企業(yè)間的資源共享，提高應(yīng)對市場變化的能力，靈活地應(yīng)對市場波動，降低生產(chǎn)投入的風(fēng)險。例如，單一企業(yè)無法滿足的生產(chǎn)需求，可以通過協(xié)同生產(chǎn)來滿足要求，既增加了中小企業(yè)參與市場競爭的機會，也為市場提供了更多的候選服務(wù)。
[0031]參照圖3，圖3為基于橫向協(xié)作的協(xié)同制造原理圖。
[0032]通過橫向協(xié)同生成的虛擬企業(yè)服務(wù)具有很強的靈活性，可以在需要的時候自主協(xié)作，在完成任務(wù)之后自行解散。如圖3所示，K個企業(yè)資源服務(wù)通過并行操作實現(xiàn)資源集成，可以在較短時間內(nèi)快速整合出擁有較多資源的虛擬企業(yè)服務(wù)，從而滿足市場的需求。例如，當(dāng)市場對某種產(chǎn)品的需求量突然增加時，單個企業(yè)可能難以滿足市場的需求，但是企業(yè)間通過橫向協(xié)同則可以靈活應(yīng)對。因此，企業(yè)服務(wù)的橫向組合可以作為縱向協(xié)同中重要的候選服務(wù)資源，對于企業(yè)服務(wù)組合實現(xiàn)進一步的優(yōu)化。
[0033]下面，對步驟S220中，候選服務(wù)的搜索進行詳細的說明。
[0034]在實際市場環(huán)境中，企業(yè)服務(wù)的完成往往需要一定的時間，因此其可用性就具有一定的動態(tài)性。以企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)為例，如果該企業(yè)服務(wù)目前處于空閑狀態(tài)，那么其狀態(tài)就是“當(dāng)前可用”;如果該企業(yè)服務(wù)目前處于滿負(fù)荷運行，那么其狀態(tài)就是“當(dāng)前不可用”;如果該企業(yè)服務(wù)已經(jīng)承接了一部分訂單，占用了部分產(chǎn)能，那么其狀態(tài)就是“部分產(chǎn)能可用”。因此，動態(tài)的商業(yè)環(huán)境因素以及企業(yè)自身因素的多變性，使得企業(yè)服務(wù)的可用性及企業(yè)之間的協(xié)作具有較強的動態(tài)性。企業(yè)服務(wù)可用性的決定因素很多，本實施例只以企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的產(chǎn)能為限制條件，來說明如何進行候選服務(wù)的篩選(實際上可以規(guī)定更多的限制條件)。整個過程主要包括兩部分:一是篩選出能夠獨自承擔(dān)當(dāng)前環(huán)節(jié)生產(chǎn)任務(wù)的大型企業(yè)；二是篩選出中小型企業(yè)之間通過協(xié)作構(gòu)成的虛擬服務(wù)。
[0035]其中，例如，也就是說，可用候選服務(wù)通過如下方式確定:確定候選服務(wù)，獲取該候選服務(wù)所能提供的當(dāng)前產(chǎn)能值，若該當(dāng)前產(chǎn)能值大于給定的縱向任務(wù)節(jié)點需要滿足的產(chǎn)品需求量，則該候選服務(wù)為可用候選服務(wù)。[0036]( I)大型企業(yè)(可用候選服務(wù))的篩選
[0037]假設(shè)企業(yè)服務(wù)組合第i個環(huán)節(jié)所需要的產(chǎn)品量為Ppaowmt,候選企業(yè)服務(wù)的篩選主要依據(jù)該環(huán)節(jié)大型候選企業(yè)目前所具備的產(chǎn)能ESeapacdty是否大于Ρρ.-。如果滿足該條件，則表示該候選企業(yè)服務(wù)是可用的，否則將過濾掉該企業(yè)服務(wù)。
[0038]具體算法為:
[0039]輸入:供應(yīng)鏈中第i環(huán)節(jié)需要滿足的產(chǎn)品需求量Phiromt
[0040]輸出:可用的候選企業(yè)服務(wù)
[0041]St印I大型企業(yè)服務(wù)的篩選
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，確定完成協(xié)同制造所需的多個縱向任務(wù)節(jié)點； 步驟2，對于其中的每一縱向任務(wù)節(jié)點，搜索能夠完成該縱向任務(wù)節(jié)點的多組候選服務(wù)，所述候選服務(wù)由可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)組成；基于所有縱向任務(wù)節(jié)點選定的候選服務(wù)，確定能夠完成協(xié)同制造的多組串聯(lián)候選服務(wù)組合； 步驟3，對所述多組串聯(lián)候選服務(wù)組合進行尋優(yōu)，確定協(xié)同制造的串聯(lián)服務(wù)組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于，所述步驟2中，所述可用候選服務(wù)通過如下方式確定: 確定候選服務(wù)，獲取該候選服務(wù)所能提供的當(dāng)前產(chǎn)能值，若該當(dāng)前產(chǎn)能值大于給定的縱向任務(wù)節(jié)點需要滿足的產(chǎn)品需求量，則該候選服務(wù)為可用候選服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于，所述步驟2中，所述可用虛擬服務(wù)通過如下方式確定: 步驟20，對于給定的縱向任務(wù)節(jié)點，確定愿意進行橫向協(xié)作的服務(wù)； 步驟21，按照組合的方式，基于所述愿意進行橫向協(xié)作的服務(wù)，生成虛擬服務(wù)的組合； 步驟22，計算每個虛擬企業(yè)服務(wù)的當(dāng)前產(chǎn)能值； 步驟23，若該當(dāng)前產(chǎn)能值大于給定的縱向任務(wù)節(jié)點需要滿足的產(chǎn)品需求量，則虛擬服務(wù)為可用虛擬服務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述 的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于，所述步驟3進一步包括如下步驟: 步驟31，基于所述多組串聯(lián)服務(wù)組合生成具有預(yù)定種群規(guī)模的初始群體；計算每一串聯(lián)服務(wù)組合的評價值；預(yù)置多個代理； 步驟32，形成基于所述初始群體的解空間，每一個所述串聯(lián)服務(wù)組合為一個解，從所述解空間中隨機抽取不同的解賦給各個代理； 步驟33，對于每一個代理，從解空間中隨機抽取出預(yù)定數(shù)量、有別于該代理內(nèi)容的解；對該代理進行學(xué)習(xí)操作，以對該代理表示的解進行優(yōu)化，并將獲取的優(yōu)化解保存到解空間中；基于每一個解的評價值，從解空間中刪除與代理等數(shù)量的較差的解作為解空間的初始更新； 步驟34，根據(jù)每一串聯(lián)服務(wù)組合的評價值，從解空間中提取前M個最優(yōu)解，形成信仰空間；對信仰空間中的每一串聯(lián)服務(wù)組合實施基于模仿學(xué)習(xí)的進化操作；從信仰空間中原有的串聯(lián)服務(wù)組合和進化后得到的串聯(lián)服務(wù)組合中，選取預(yù)定數(shù)目的最優(yōu)串聯(lián)服務(wù)組合作為對信仰空間的更新；M為給定的自然數(shù)； 步驟35，當(dāng)信仰空間的解經(jīng)過N代的積累后，用所述信仰空間的解替換所述解空間內(nèi)的較差的解；將信仰空間內(nèi)的解隨機地賦給每個代理；N為給定的自然數(shù)； 步驟36，如果找到的最優(yōu)解能夠滿足客戶的QoS需求，即滿足結(jié)束條件，則輸出信仰空間內(nèi)的最優(yōu)解；否則返回步驟33重新進行迭代。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于，步驟33中的學(xué)習(xí)操作為: 順序執(zhí)行的模仿學(xué)習(xí)操作和基于變異的觀察學(xué)習(xí)操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于， 所述步驟31中，所述每一串聯(lián)服務(wù)組合評價值依據(jù)可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)服務(wù)質(zhì)量屬性值確定；
F (ESC) = W1^f (ESS) +ff2*f (ESP) +W3*f (ESV) 其中，W1J2, W3表示用戶對每一個服務(wù)質(zhì)量的偏好，且WJWdW3= I ；F(ESC)表示串聯(lián)服務(wù)組合的評價值，f (ESS)表示串聯(lián)服務(wù)組合的服務(wù)維質(zhì)量評價值，f (ESP)表示串聯(lián)服務(wù)組合產(chǎn)品維服務(wù)質(zhì)量的評價值，f (ESV)表示串聯(lián)服務(wù)組合串聯(lián)維服務(wù)質(zhì)量的評價值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于， 所述串聯(lián)服務(wù)組合的服務(wù)維質(zhì)量評價值通過下式確定:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于， 所述串聯(lián)服務(wù)組合產(chǎn)品維服務(wù)質(zhì)量的評價值通過如下方式確定:

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制方法，其特征在于， 所述串聯(lián)服務(wù)組合企業(yè)維服務(wù)質(zhì)量的評價值通過如下方式確定:
10.一種基于Web服務(wù)的協(xié)同制造控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 縱向任務(wù)節(jié)點確定模塊，用于確定完成協(xié)同制造所需的多個縱向任務(wù)節(jié)點； 串聯(lián)服務(wù)組合確定模塊，用于對于其中的每一縱向任務(wù)節(jié)點，搜索能夠完成該縱向任務(wù)節(jié)點的多組候選服務(wù)，所述候選服務(wù)由可用候選服務(wù)和/或可用虛擬服務(wù)組成；基于所有縱向任務(wù)節(jié)點選定的候選服務(wù)，確定能夠完成協(xié)同制造的多組串聯(lián)候選服務(wù)組合； 協(xié)同制造方法確定模塊，用于對所述多組串聯(lián)候選服務(wù)組合進行尋優(yōu)，確定協(xié)同制造的串聯(lián)服務(wù)組合。
【文檔編號】G06Q50/04GK103810642SQ201310715400
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】薛霄, 劉志中, 王淑芳, 晁浩, 王俊峰 申請人:河南理工大學(xué)