复杂性 复杂性 1099 - 0526 1076 - 2787 Hindawi 10.1155 / 2019/7503176 7503176 研究文章 生产计划的多目标优化模型在云制造基于TOPSIS综合权重 Zhiru https://orcid.org/0000 - 0001 - 7471 - 5955 Huibin https://orcid.org/0000 - 0003 - 1217 - 8925 青山 Ronto 安德拉斯 管理学院的 沈阳理工大学 沈阳110870 中国 sut.edu.cn 2019年 18 12 2019年 2019年 06 08年 2019年 22 11 2019年 18 12 2019年 2019年 版权©2019李Zhiru et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

结合大规模定制和云制造模式的研究,论述了大规模定制企业的生产计划在云制造的背景下,分析了制造资源的属性指标组合,给出一个系统考虑在大规模定制批量生产的特点和制造资源的分散在云制造环境。然后,构造了多目标优化模型根据产品交货期,产品成本和产品质量,客户最关心的。帕累托解集的生产计划已获得通过使用NSGA-II算法。本文建立了一个six-tier属性指标体系评价模型优化的生产计划方案的大规模定制企业云制造环境。属性指标的权重系数的计算是通过主观和客观权重结合层次分析法(AHP)和熵权方法。最后,结合权重计算是应用于改进的TOPSIS方法,和最优生产计划方案已经获得的排名。本文验证多目标模型的有效性和可行性,NSGA-II算法的例子,公司a .帕累托有效的解决方案获得通过求解模型。然后综合生产计划设置已排序根据综合评价模型,并获得了最优生产计划。

1。介绍

大数据时代的到来和云制造的概念的引入,发生了巨大的变化在制造业的生产模式。云制造模式可以促进资源和服务的附加值,促进资源的全面共享,提高资源的利用率。由于人民日益增长的多样性的需求和功能需求的增加产品,服务与一个单一的功能不能满足客户的需求,但服务有多种功能的多样性和数量,这使得它可以有多种可能性和不确定性选择云制造资源。因为云制造业生产计划的问题是一个多目标优化问题,为了使生产企业选择最优的生产计划,所以作为一个有组织的方式进行生产,有必要设计和优化生产计划。

云制造的概念提出了李et al。 1]2010年;他认为云制造是一种先进的网络化制造模式管理制造资源和提供制造服务企业通过云制造服务平台。针对云制造体系结构提出了李,许多学者进行了相关的理论研究,并提出了不同的云制造体系模型应用于不同的领域。杜et al。 2)提出了一种基于双链的云制造平台的系统架构体系结构来解决这个问题的云制造平台的交易安全,针对常见问题信息的岛屿和低信任云制造平台。云制造的关键技术,云制造系统,有必要对虚拟化和封装制造资源分散在不同的地方,将它们连接到云制造服务平台( 3]。在这个过程中,应该考虑制造资源的能力和功能,从而建立不同的粒度描述模型的制造资源和能力。黄黄和b ( 4]分析了云制造平台的安全需求的建议的体系结构,建立了一个可以制造平台的安全需求模型,加强了安全云制造平台的三个方面:数据安全、访问权限和网络传输安全。杨的搜索匹配的云制造、et al。 5)建立了一个基于本体的云服务发现模型实现云制造的搜索和智能匹配功能。为了更有效地配置云制造资源生产任务,Zhang et al。 6)提出了一种动态参数蚁群算法在云制造组合优化,证明是有效的一个例子。

国内外学者也研究了大规模定制。国内学者名叫周et al。 7)认为,大规模定制是一种大规模生产模式满足了市场环境和客户的个性化要求;它可以为客户提供的产品可以满足他们的个性化需求和大规模生产成本。刘等人。 8)描述的过程,建立一个基于产品族的产品族模型变形设计在产品设计,结合家庭表函数在pro / pre实现快速的产品变形设计。Cariagai et al。 9]分析了客户需求和索引客户需求信息。在此基础上,研究了客户需求的变化通过封装和数据分析。吴et al。 10)分析和证明了大规模智能定制机制的个性化需求的黑盒的结构和供需连接路径。这表明,虚拟市场和数据技术的帮助效果,企业可以满足个性化需求的规模。Katzy [ 11)建造了一个敏捷制造概念模型,通过一个应用实例说明了模型的可行性的企业。

摘要大规模定制生产企业的生产计划和优化研究在云环境中,为了使大规模生产企业充分和合理满足客户需求和云制造环境中获得最大利益。

2。在云制造环境制定生产计划

制造业企业云制造环境可以共享信息通过云制造服务平台,在高级别上实现虚拟化和整合制造资源和制造能力,实现企业之间的信息交换和共享。

2.1。生产计划的影响因素 2.1.1。生产成本

生产相关产品的成本主要包括生产成本、库存成本和短缺成本。在云制造环境下,企业可以获得他们所需要的服务在任何时候通过云制造服务平台,所以库存成本是被忽视的。但是,货物的短缺将影响客户满意度,也将导致商业机会和市场份额的损失,这对企业的竞争力有很大的影响。因此,应该尽量避免短缺成本。为选择的制造商成本控制尤为重要。

2.1.2。运输成本

每个制造商和客户之间的距离都是不同的,所以运输成本是不同的,运输成本占总成本的一定比例。为了减少生产企业的产品总成本和提高生产效率,运输成本,作为一个产品的成本,也是一个需要考虑的关键因素。

2.1.3。产品质量

制造商注册和批准在云制造服务平台需要提供特定的信息关于他们的制造资源和制造能力并提供某种产品的合格率。在选择生产供应商,产品的质量应当充分考虑它们能供应。质量是一个重要的因素在选择制造业供应商完成生产任务。

2.1.4。交货时间

交货时间是指收到订单和交付之间的时间,生产时间等因素的影响,交通、信息传输,具有一定的不确定性。交货时间通常包括产品的生产时间和运输时间。客户交货时间有严格的要求,所以交货时间已经成为一个重要的因素影响生产计划和设计在云制造环境。

2.2。模型建设 2.2.1。问题描述

结合多任务的实际特点和multimanufacturer选择在云制造环境下,考虑到生产成本的四个因素,运输成本,产品质量,和交货时间的关键因素在生产过程中规划设计在云制造环境下,本文选择产品成本( C),产品质量(和交货时间 T)作为优化的目标,产品成本包括生产成本和运输成本之和。成本越低,利润越高的生产企业。产品质量是指产品的程度可以满足客户的需求,表达了产品的合格率。交货时间包括产品的生产时间和产品的运输时间,和交货时间需要客户的期限内完成。交货时间越短越好。

总而言之,这个问题可以描述如下:在特定的时间,生产企业收到的需求从客户类型的产品。企业进行生产计划的基础上,结合自己的制造资源和制造能力。通过云制造服务平台的智能搜索,可以看出 n制造供应商,满足产品的功能需求,和不同制造供应商的索引值是不同的。企业可以指定一些产品 u制造供应商,所以上面的索引值可以达到最优。

2.2.2。模型的假设

许多种类的产品可以在每一个制造商,生产和产品都是相互独立的

由于限制制造企业的制造资源和制造能力,很难满足客户的需求,因此有必要找到的产品能够满足客户的需求通过云制造服务平台,以分配生产任务

批量生产和批量交付是由每个制造供应商,也就是说,交付实施每批产品完成

没有每个制造商生产的批次之间的空闲时间

运输成本是由生产企业承担

考虑数量折扣,购买数量达到相应的要求,所有购买的产品给出相同的折扣

2.2.3。象征意义

:制造业供应商能提供的序列号的产品(= 0、1、2、… n)(如果= 0,制造商提供的产品是谁收到了客户的订单)

n:数量的制造供应商可供选择

j:不同类型的产品的序列号( j= 1,2,…)

:收到的客户订单的产品生产企业

x ij:数量的产品 j由制造供应商(当= 0,这是产品的成本 j由生产企业本身)

p ij:尚未完全单位产品的价格 j提供的生产供应商(当= 0,这是制造企业的产品的成本 j)

k:折扣阶段的序列号

r ijk的折现率 k阶段的制造供应商当产品 j达到一定数量

y j k = 1 , 如果定期折扣 k 的产品 j 可以获得从制造业供应商吗 , 0 , 如果不是;

λ j = 1 , 如果生产供应商 生产产品 j , 0 , 如果不是;

l :运输批量制造供应商给客户

b:产品的最大数量,可以每批运输

c :每批运输成本之间的制造商和客户

t ij单位生产时间的制造供应商生产产品 j

h :运输时间从制造业供应商给客户

ij产品:产品合格率 j提供的生产供应商

d j:对产品的需求 j

j:可接受的最低产品的合格率 j

公关 ij:最大生产能力的制造商提供的产品程式码 j一个常数(当= 0,这是制造企业本身的最大生产能力)

2.2.4。约束条件

(1)供需平衡约束。供需平衡意味着制造业的供应商提供的产品数量应符合客户要求的产品的数量。如果提供的产品的数量不能达到客户要求的数量的产品,它将影响客户满意度,从而减少企业的声誉和经济效益。如果产品的数量供应超过需求数量,浪费会发生在某种程度上,因此供需平衡约束如下: (1) = 0 n λ j x j = d j , j = 1、2 , ,

(2)生产能力约束的制造供应商。由于不同的生产能力和不同约束的制造商,供应商的最大生产能力可以提供公关 ij。因此,产品的输出是否生产制造企业本身或制造供应商在云制造平台上不应超过制造商的最大生产能力。也就是说: (2) j = 1 λ j x j P R j , = 0、1、2 , ,

(3)折扣限制购买产品。因为大规模定制的生产模式,当制造商生产的产品可以提供的数量在一定范围内,生产产品的折扣约束可以为制造商提供。折现率的产品 j从厂家购买应该只属于一个范围,即只有一个折现率或没有折扣,也就是说, (3) k = 1 K y j k 1。

(4)质量约束。定制和个性化的逐步发展,质量水平是用户最重要的因素之一。良好的产品质量能赢得客户的满意度,从而获得该行业的竞争力。假设 j最低质量合格率接受产品 j, ij产品合格率 j提供的生产供应商。产品的合格率 j提供的所有制造商都应满足以下约束条件: (4) = 0 n j = 1 λ j x j j D j j d j

(5)交货时间约束。punctualization正逐渐增加,客户的要求和准时交付的产品可以提高客户满意度,从而获得行业的竞争力。交货时间主要包括生产时间和运输时间。企业生产产品的时候 j在工厂 t ij从工厂,运输的时间客户是 H 和客户要求的交货时间 T′。然后,交货时间应该满足以下约束条件: (5) = 0 n j = 1 λ j x j t j + = 0 n H T

2.2.5。目标函数

(1)产品成本。产品成本是影响客户满意度的一个重要因素。产品成本主要由生产成本和运输成本。考虑到制造商在云制造服务平台可以提供折扣,产品成本的目标函数如下: (6) P 1 = j = 1 x 0 j p 0 j + t = 1 T = 1 n j = 1 λ j x j p j r j k y j k

因为云制造服务提供商的位置不同于客户,产品在运输过程的成本也应该被考虑。因为产品是大规模定制的生产模式,有大量的产品。假设产品批量运输,运输批次从制造业供应商客户如下: (7) l = j = 1 λ j x j b

制造供应商的运输成本客户给出的 (8) P 2 = = 0 n l c = = 0 n j = 1 λ j x j b c

从上面可以看出,产品成本是由生产成本和运输成本;成本越小,属性越好。然后 (9) 最小值 P = P 1 + P 2 = j = 1 x 0 j p 0 j + t = 1 T = 1 n j = 1 λ j x j p j r j k y j k + = 0 n j = 1 λ j x j b c

(2)产品交货时间。制造业的竞争越来越激烈。企业用户对交货期有更严格的要求。制造业供应商需要严格控制他们的交货时间,以提高客户满意度。在云制造环境下,由于每个制造供应商的地理位置,运输时间是一个必须考虑的因素除了生产时间。在满足客户需求的前提下,较短的交货时间,更好的交货时间的目标函数如下: (10) 最小值 T = = 0 n j = 1 λ j x j t j + = 0 n H

(3)产品质量。制造业产品逐渐向个性化和多样化发展。客户对产品质量要求越来越高。产品质量影响顾客满意度。产品的质量越高,就越好。因此,产品质量的目标函数如下: (11) 马克斯 = = 0 n j = 1 λ j x j j D j

从上面的描述,可以看出,生产企业的生产计划问题在云制造环境是一个多目标优化问题。这个问题的完整的数学表达式如下: (12) 最小值 P = P 1 + P 2 = j = 1 x 0 j p 0 j + t = 1 T = 1 n j = 1 λ j x j p j r j k y j k + = 0 n j = 1 λ j x j b c , 最小值 T = = 0 n j = 1 λ j x j t j + = 0 n H , 马克斯 = = 0 n j = 1 λ j x j j D j , = 0 n λ j x j = d j , j = 1 λ j x j P R j , k = 1 K y j k 1 , = 0 n j = 1 λ j x j j j d j , = 0 n j = 1 λ j x j t j + = 0 n H T , x j 0 , = 0、1、2 , , n , j = 1、2 , ,

2.3。模型的解决方案 2.3.1。帕累托最优解

传统多目标规划问题,如果最小值计算,帕累托最优解对应的概念:当设置的区间变量,变量组 X 如果没有其他设计变量组 X,符合 f X f X 没有冲突与约束条件 X 是帕累托最优的解决方案。

对于多目标优化问题,解决的办法不是一套解决方案,这在很大程度上构成了帕累托最优解集。没有更多的可行解集优秀的解决方案,并且没有优点或缺点的帕累托最优解。因此,决策者可以选择最理想的解决方案根据意志和目标的重要性。

2.3.2。算法设计

精英的NSGA-II战略的主要过程如图 1。根据图像,步骤如下:

结合 P t t,相应的人口 R t获得,其实际大小等于2 N

完成标准化nondominated排序的 R t计算所有个体的拥挤距离,定义根据个人水平。当个体的总数达到 N,一个新的父亲的人口 P t+ 1就形成了。

在此条件下,新一代的人口变化形成和后代 t+ 1形成。

NSGA-II精英策略的流程示意图。

根据上面的分析中,使用的计算流NSGA-II解决制造企业的生产计划问题在云制造环境如下:

步骤1:初始种群 P t总金额等于 N不是的解决方案空间。之后,所有目标健身价值进行了分析,然后分层操作实现,和拥挤距离计算对应于个人在各种团体。

步骤2:二进制锦标赛机制主要是用来制作个人覆盖人口的合理选择 P t完成遗传变异操作,然后根据规范,然后后代人口 t总金额等于 N是获得。

步骤3(精英策略): P t t有效地合并,然后人口 R t是获得。nondominated nondominated排序后,前面的部分解决方案。然后,拥挤程度和计算 N个人选择在前面的形成 P t+ 1

第四步:让 t= t+ 1,步骤2 - 3完成多次的迭代时间间隔设置为获得最优解集对应的生产计划。

3所示。优化生产计划在云制造环境 3.1。问题描述

为了优化现有的生产计划和选择最优生产计划,有必要建立一套完善、合理的优化系统。有效的评价方法采用综合评估生产计划。综合评价的基础上,选择最优的生产计划大规模定制企业云制造环境中应充分结合客户的需求和重要性应该注意区分竞争目标。

3.2。评价和优化模型的建设

结合所选属性的三个重要指标,本节给出了评价的模型和优化生产计划在云制造环境如图 2。下面是详细描述资源层、方案层、标准层,重层和目标层:

资源层:根据生产企业的要求,云制造服务平台搜索制造供应商谁能完成各种生产任务。

方案层:功能需求和特定约束的制造任务提出的生产企业可以满足,和制造业的集合计划筛选后形成的多目标优化算法。

标准层:标准层是候选人的评价属性索引制造计划。

层:重量重量层主要决定了每个属性的权重系数指数,这取决于用户的需求和属性索引本身的价值。

评价层:评价层使用决策方法来评估和排名所有替代制造业全面计划。

目标层:目标层的最优生产计划是由每个生产计划通过属性的综合评价指标体系。这是最好的计划,充分满足顾客的需求和企业的管理和发展。最终的目标是优化生产企业的生产计划在云制造环境。

模型评估和优化生产计划在云制造环境。

3.3。模型的解决方案 3.3.1。预处理方案优化的属性索引值

根据决策者希望显示的特征属性值,属性的类型通常分为六类,和他们的名字和特征是指在表 1

六个常见的属性类型。

属性类型 特征
好处 属性值越大,属性越好
成本 属性值越小,属性越好
固定 属性值是一个固定的值越接近,就越好
时间间隔 属性值越接近或属于一个固定的间隔,就越好
偏差 属性值越偏离一个固定值,它是越好
偏差区间 属性值越偏离了一个固定的间隔,就越好

在这项研究中,结合属性索引值的影响方案设定的最佳选择,它可分为指标和成本指标中获益。传统的三属性指标,时间和成本是非常典型的成本指标,而质量是一个代表效益指标。

因为有一些偏差的描述生产计划的属性,有巨大的差异在相应的范围和量化的单位也是不一致的。为了有效地减少这些因素的负面影响的优化评价,以便一致性检查在评估的过程中完成,有必要开展标准化预处理属性索引值的生产计划。代表的数据预处理方法包括规范变换方法和范围。

在应用程序范围的转换数据预处理方法,每个属性的属性值测量指数主要改变在[0,1],并方便进行客观评价的其他计划。因此,本研究主要选择范围转换的方法。

假设生产计划的总数,覆盖 n属性索引,所有属性指标的原始数据矩阵 X= ( x ij) × n, x ij是指的价值 j此时属性索引;预处理的方法,可以使用在这个时间如下:

效益指标可以计算如下: (13) R j = x j 最小值 j x j 马克斯 j x j 最小值 j x j , 马克斯 j x j 最小值 j x j 0 , 1 , 马克斯 j x j 最小值 j x j = 0。

成本指标可以计算如下: (14) R j = 马克斯 j x j x j 马克斯 j x j 最小值 j x j , 马克斯 j x j 最小值 j x j 0 , 1 , 马克斯 j x j 最小值 j x j = 0。

在这个时候,= 1,2,…; j= 1,2,… n; x j 主要指的是属性索引值对应方案; 最小值 j x j 指的是最小属性索引值对应于该组织制造资源服务组合; 马克斯 j x j 指的是最大的属性与方案对应的索引值;和 R j 指的是属性索引值归一化后得到。

3.3.2。组合权重方法基于层次分析法和熵方法

(1)层次分析法。通过层次分析法,核心流程对应的权重系数的定义:

构建相对应的层次目标的问题。

构造判断矩阵决定。代表特定属性的 一个 (= 1,2,… n), 一个 ij是指的重要性 一个 在属性 一个 j可以量化的值在表 2。如果 一个 ij是通过比较获得的属性 一个 与属性 一个 j,重要的程度的比较 一个 j 一个 一个 = 1 / 一个 ij。决策判断矩阵 B对应建立的客观问题可以使用以下公式: (15) B = 一个 11 一个 12 一个 1 n 一个 21 一个 22 一个 2 n 一个 n 1 一个 n 2 一个 n n

一致性测试:

在某些情况下,构造矩阵将显示明显的不一致。为了防止这种情况导致缺乏科学结果重量分布后,它必须被测试和分析根据以下公式: (16) CR = CI 国际扶轮

在上面的公式中,铬主要是指随机一致性比率相应决策判断矩阵;CI指相应的一致性指标,可以通过公式计算( 17);和RI是指随机一致性指数矩阵,对应和相对应的RI值判断矩阵如表所示 3: (17) CI = λ 马克斯 n n 1

如果矩阵的一致性比率 B符合CR < 0.1,最大特征值符合的标准 λ马克斯= n,然后矩阵的一致性 B可以确定是可以接受的。如果不满足上述条件,应调整到标准的一致性测试。

计算最大特征值和特定的特征向量是澄清。矩阵 B根据公式计算 18),所以,它的最大特征值 λ马克斯和相应的特征向量 X= ( X1, X2、… X n)。在这个时候,对应的所有组件 X是积极的组件: (18) BX = λ 马克斯 X

权重系数计算。最大特征值的特征向量 λ马克斯根据公式(处理 19),以便于对权向量由权重系数可以得到: (19) t = X = 1 n X

(2)熵权方法。假设有数据集的样本 n评价指标的初始数据矩阵 X= ( x ij) × n; x ij主要指的是属性的值 j。定义权重系数的过程如下:

数据标准化:因为每个评价指标的相应大小的顺序是不一致的,为了有效地消除不可比性,标准化处理的信息应该由距离归一化的方法,这对统计分析奠定了良好的基础。假设 R指的是矩阵处理后,获得的操作步骤 R ij把公式( 13)和公式( 14)。

属性的比例指数 P ij计算。此时,比对应的评估值对象如下: (20) P j = R j = 1 R j , 0 P j 1

熵值 e j属性指数的计算,然后熵值对应于属性索引 j如下: (21) e j = 1 ln = 1 P j ln P j , P j 0 , 0 , P j = 0。

在这个时候, 0 e j 1

多样性的因素 h 属性指数计算,多样性的因素如下: (22) h j = 1 e j

重量 v j 对应属性指数计算,所以重量对应属性的索引项 j如下: (23) v j = h j j = 1 n h j

(3)组合权重方法。在本部分中,方法的主观权重和客观权重方法有效地结合根据客观需要。操作方法如下: (24) w j = t j v j j = 1 n t j v j

在上面的公式中, t j v j 引用相对应的权重系数 j层次分析法和熵的方法,获得的指数 w j 指相应的组合权重系数。

3.3.3。基于改进的TOPSIS多属性决策方法

目前,假设形成的决策矩阵方案和 n属性 X= ( x ij) × n;在这个时候, x ij主要是指项目的属性值 j和TOPSIS)调整后的操作过程如下:

第一步:首先,决策矩阵 R根据标准,建立和操作方法 R ij被称为公式( 13)和( 14)。

步骤2:加权决策矩阵 V决策矩阵建立的吗 R, V ij是由 (25) V j = w j R j

在这个时候, w j 主要是指重量系数对应的属性 j; j = 1 n w j = 1 ,解决了由公式( 24)。

步骤3:理想的解决方案 V+和消极的理想解决方案 V澄清,这符合下列要求: (26) V j + = 马克斯 V 1 j , V 2 j , , V j , j 属性,是有利的 最小值 V 1 j , V 2 j , , V j , j 是一个成本属性, V j = 最小值 V 1 j , V 2 j , , V j , j 属性,是有利的 马克斯 V 1 j , V 2 j , , V j , j 是一个成本属性

步骤4:所有方案的两个点之间的距离 D+, D;在那个时候, D+ D是由

(27) D + = j = 1 n V j V j + 2 , D = j = 1 n V j V j 2

第五步:近似水平 C 每一个方案理想的解决方案是使用以下公式计算:

(28) C = D + D + + D

第六步:根据相对近似度 C 在步骤5中,所有的计划都排在合理根据降序排列的方法,以优化方案的选择和获取相应的最优生产计划。

4所示。案例分析 4.1。制定公司在云制造环境下的生产计划

公司收到汽车生产和加工的订单。由于生产能力的限制,生产成本高,一些生产任务需要移交给一些制造商通过云制造平台。汽车企业分解处理订单根据模块化理论和得出结论,有三种具体的模块,需要生产和加工,记录为模块1,模块2和模块3。之后,企业云制造平台提交特定的模块需求。由于大量不同类型和模块的功能需求,可以处理一些候选人资源,一些不能被处理,和一些可以部分候选人资源处理。公司需要制定生产计划,根据客户的具体需求,结合企业的制造资源和制造能力,在云制造平台制造商,生产计划是根据决策者的偏好和优化的客观情况。具体的过程如图 3

生产计划和优化企业云制造环境的过程。

作为公司仍然需要组装后的部分处理模块形成订单交付的产品,根据需求数量,交货时间,产品的质量和要求的项目订单,公司调整订单的具体要求根据自己的工艺条件如表所示 4

判断矩阵标度值的决定。

重要性的顺序 的价值 一个 ij
元素 一个 元素一样重要吗 一个 j 1
元素 一个 比元素更重要吗 一个 j 3
元素 一个 显然比元素更重要吗 一个 j 5
元素 一个 多多比元素更重要吗 一个 j 7
元素 一个 非常比元素更重要吗 一个 j 9
上述相邻判断的中间值 2、4、6、8

平均随机一致性指标国际扶轮的价值 n顺序决策判断矩阵。

n 1 2 3 4 5 6 7 8
国际扶轮 0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41

订单的具体需求。

指数 模块1 模块2 模块3
需求量 3000年 3500年 4000年
最大的配送成本 15000年
最新的交货时间 70000年
最小的合格率 80%

根据功能需求的部分,公司搜索和匹配的制造资源使用云制造平台,发现五个生产供应商,可以满足需求模块的任务。根据公司的情况,制造商制造模块的具体参数可以从企业和云制造平台获得如表所示 5

云平台企业和制造商。

制造商 类型的生产模块 生产能力 产品单价 生产单位时间 产品合格率(%) 交货时间 每批交货成本
公司 模块1 1000年 10 5 92年 - - - - - - - - - - - -
模块2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
模块3 2000年 14 10 95年

云manufacturer1 模块1 3000年 13 4 90年 3 23
模块2 2000年 25 12 92年
模块3 1000年 12 11 85年

云制造2 模块1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 25
模块2 1000年 20. 6 85年
模块3 2000年 14 8 92年

云制造商3 模块1 3000年 11 7 82年 4 23
模块2 1500年 22 5 90年
模块3 1500年 13 8 85年

云制造4 模块1 1000年 10 8 80年 6 25
模块2 1500年 21 6 88年
模块3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

云制造商5 模块1 2000年 12 2 82年 3 23
模块2 1000年 23 8 82年
模块3 1000年 13 10 80年

此外,因为这些企业大规模定制生产企业,当生产批次的数量达到一定水平,也有一定的折扣。具体的折扣如下阶段: (29) k = 1 , 0 x j 500年 , k = 2 , 501年 x j 1000年 , k = 3 , 1001年 x j 1500年 , k = 4 , x j 1501年。

给出相应的折现率 (30) r j 1 = 0.90 , k = 1 , r j 2 = 0.85 , k = 2 , r j 3 = 0.80 , k = 3 , r j 4 = 0.75 , k = 4所示。

根据上面提出的多目标优化模型,本文运用Matlab2017a操作软件和NSGA-II算法来解决上面的模型。CPU是4 g的内存,2.5 GHz。最初的人口是 N= 100,最大迭代数是maxgen = 200,交叉概率 Pc= 0.90,变异概率 P= 0.05。完成的比例控制集问题是图所示 4,这表明完整nondominating问题与人口的比例趋于稳定后60一代又一代的程序操作。帕累托前沿基于三维地图通过运行程序选择如图 5,从中我们可以获得帕累托的解集。程序的运行时间是33.56秒。

完全非惯用的解决方案集的比例。

帕累托解集。

6是相对应的生产计划信息集合完全nondominating算法获得的设置问题。计算结果包括20组的一系列解决方案,和每组对应一个生产计划的一系列解决方案。

生产计划制定相应的完全nondominating NSGA-II获得的解决方案。

数量 类型的模块 公司 云制造 成本 交货时间 产品质量(%)
1 2 3 4 5
方案1 模块1 251年 1570年 - - - - - - 715年 256年 208年 13581年 58053年 87.14
模块2 - - - - - - 17 926年 1150年 549年 858年
模块3 285年 908年 1892年 172年 - - - - - - 773年

方案2 模块1 254年 1571年 - - - - - - 715年 255年 205年 14155年 55959年 89.06
模块2 - - - - - - 17 926年 1453年 169年 935年
模块3 1908年 16 1863年 174年 - - - - - - 39

方案3 模块1 254年 21 - - - - - - 715年 2556年 1754年 13453年 62239年 85.98
模块2 - - - - - - 17 926年 1455年 170年 932年
模块3 285年 907年 1863年 172年 - - - - - - 773年

计划4 模块1 254年 1571年 - - - - - - 715年 256年 204年 14265年 61662年 90.38
模块2 - - - - - - 1852年 258年 1150年 170年 70年
模块3 1908年 16 1863年 175年 - - - - - - 38

计划5 模块1 254年 1570年 - - - - - - 715年 256年 205年 13915年 59417年 87.71
模块2 - - - - - - 773年 328年 1454年 169年 776年
模块3 285年 907年 1863年 172年 - - - - - - 773年

计划6 模块1 19 21 - - - - - - 715年 735年 1510年 14038年 67404年 88.90
模块2 - - - - - - 1852年 328年 1150年 170年 - - - - - -
模块3 1908年 16 1863年 172年 - - - - - - 41

计划7 模块1 251年 1570年 0 716年 256年 207年 13751年 60622年 87.88
模块2 - - - - - - 773年 928年 1453年 169年 177年
模块3 285年 907年 1863年 172年 - - - - - - 773年

计划8 模块1 19 21 0 715年 255年 1990年 13523年 68547年 87.10
模块2 - - - - - - 1852年 328年 1150年 170年 - - - - - -
模块3 285年 907年 1862年 174年 - - - - - - 772年

计划9 模块1 254年 1570年 - - - - - - 715年 256年 205年 13846年 60305年 87.65
模块2 - - - - - - 773年 925年 1150年 169年 483年
模块3 286年 907年 1863年 173年 - - - - - - 771年

计划10 模块1 254年 1571年 - - - - - - 716年 256年 203年 14246年 61801年 90.41
模块2 - - - - - - 1852年 328年 1150年 170年 - - - - - -
模块3 1909年 18 1863年 175年 - - - - - - 35

计划11 模块1 254年 1570年 - - - - - - 715年 256年 205年 14155年 55964年 89.06
模块2 - - - - - - 17 926年 1453年 170年 934年
模块3 1909年 15 1863年 174年 - - - - - - 39

计划12 模块1 19 21 - - - - - - 715年 735年 1510年 13312年 63953年 85.88
模块2 - - - - - - 17 928年 1455年 549年 551年
模块3 284年 908年 1862年 172年 - - - - - - 774年

计划13 模块1 19 21 - - - - - - 715年 256年 1989年 13431年 62712年 85.76
模块2 - - - - - - 17 928年 1454年 170年 931年
模块3 285年 907年 1863年 172年 - - - - - - 773年

计划14 模块1 19 21 - - - - - - 715年 735年 151年 13486年 69030年 87.01
模块2 - - - - - - 1852年 328年 1150年 170年 - - - - - -
模块3 284年 908年 1862年 172年 - - - - - - 774年

计划15 模块1 254年 21 - - - - - - 173年 256年 1753年 13371年 63004年 86.20
模块2 - - - - - - 18 928年 1455年 549年 550年
模块3 285年 907年 1863年 716年 - - - - - - 772年

计划16 模块1 254年 1571年 - - - - - - 715年 255年 205年 14494年 57565年 89.52
模块2 - - - - - - 774年 258年 1368年 169年 931年
模块3 1909年 16 1863年 174年 - - - - - - 38

计划17 模块1 254年 1570年 - - - - - - 715年 256年 205年 13695年 63430年 88.51
模块2 0 1852年 328年 1150年 170年 - - - - - -
模块3 284年 907年 1863年 174年 - - - - - - 772年

计划18 模块1 253年 1571年 - - - - - - 715年 255年 206年 14074年 56722年 89.28
模块2 - - - - - - 18 926年 1453年 548年 555年
模块3 1909年 16 1863年 174年 - - - - - - 38

计划19 模块1 19 21 - - - - - - 715年 735年 1510年 14038年 67404年 88.91
模块2 - - - - - - 1852年 328年 1150年 170年 - - - - - -
模块3 1908年 16 1863年 172年 - - - - - - 41

计划20 模块1 20. 21 - - - - - - 715年 735年 1509年 13313年 63594年 85.89
模块2 - - - - - - 18 928年 1455年 549年 550年
模块3 285年 908年 1862年 172年 - - - - - - 773年
4.2。优化生产计划的公司在云制造环境 4.2.1。准备体重的决心

根据综合评价模型,首先,从主观和客观方面综合权重确定采用层次分析法和熵权法。根据公司对产品成本的偏好程度,产品交货时间和产品质量,获得的决策判断矩阵如下: (31) B = 1 3 1 2 1 3 1 2 2 1 2 1

通过AHP的方法,它可以被视为优先的权向量的公司产品成本,产品交货时间和产品质量 T= (0.369841,0.297884,0.332275)。

其次,根据熵的方法,每组生产计划方案的客观权重。因为有不同的量化级别和维度在不同评价指标,有必要规范数据的产品成本,产品交货时间和产品质量指标得到以下数据预处理矩阵: (32) 0.77242 0.839798 0.296774 0.286802 1 0.709677 0.880711 0.519547 0.047312 0.193739 0.563691 0.993548 0.489848 0.735445 0.419355 0.385787 0.124398 0.675269 0.628596 0.643256 0.455914 0.821489 0.036952 0.288172 0.548223 0.667508 0.406452 0.209814 0.553056 1 0.286802 0.999617 0.709677 1 0.388417 0.025806 0.899323 0.48336 0 0.852792 0 0.268817 0.950085 0.461021 0.094624 0 0.877133 0.808602 0.675973 0.428429 0.591396 0.35533 0.941627 0.756989 0.385787 0.124398 0.677419 0.999154 0.415882 0.027957

根据熵权法的计算公式,客观的指标权重向量 V=(0.246654,0.303342,0.450004)是通过计算产品成本的三个指标,产品交货时间和产品质量。

然后根据组合权重方法的公式成立于部分 3.3。2,通过AHP的主观权重和客观权重得到的熵权方法合成,最后组合权向量 W= (0.275508,0.272903,0.451589)。

4.2.2。生产计划基于TOPSIS方法的最佳选择

根据TOPSIS的相关步骤,计算权向量的值在前一节中计算模型,加权决策矩阵 V得到如下: (33) 0.212808 0.229184 0.13402 0.079016 0.272903 0.320483 0.242643 0.141786 0.021366 0.053377 0.153833 0.448676 0.134957 0.200705 0.189376 0.106287 0.033948 0.304944 0.173183 0.175547 0.205886 0.226327 0.010084 0.130135 0.15104 0.182165 0.183549 0.057805 0.150931 0.451589 0.079016 0.272799 0.320483 0.275508 0.106 0.011654 0.247771 0.131911 0 0.234951 0 0.121395 0.261756 0.125814 0.042731 0 0.239372 0.365156 0.186236 0.11692 0.267069 0.097896 0.256973 0.341848 0.106287 0.033948 0.305915 0.275275 0.113496 0.012625

积极的理想的解决方案 V+和消极的理想解决方案 V决心,点的距离相应生产计划计划正理想解和负理想解计算,分别。然后每个方案的相对接近理想的解决方案是计算,然后每个生产计划方案排序根据相对距离,和综合排名表如表所示 7

生产计划方案的综合排名列表。

数量 产品成本 交货时间 产品质量(%) 相对距离 排名
1 13581年 58053年 87.14 0.742858 6
2 14155年 55959年 89.06 0.454256 14
3 13453年 62239年 85.98 0.789696 1
4 14265年 61662年 90.38 0.240388 19
5 13915年 59417年 87.71 0.591227 8
6 14038年 67404年 88.90 0.303556 17
7 13751年 60622年 87.88 0.582332 9
8 13523年 68547年 87.10 0.569427 11
9 13846年 60305年 87.65 0.598745 7
10 14246年 61801年 90.41 0.238531 20.
11 14155年 55964年 89.06 0.454184 15
12 13312年 36953年 85.88 0.759994 5
13 13431年 32712年 85.76 0.787249 2
14 13486年 69030年 87.01 0.573461 10
15 13371年 63004年 86.20 0.765317 4
16 14494年 57565年 89.52 0.356862 16
17 13695年 63430年 88.51 0.471384 12
18 14074年 56722年 89.28 0.434359 13
19 14038年 67404年 88.91 0.302320 18
20. 13313年 63594年 85.89 0.768361 3

根据计算出的综合排名的综合排名表生产计划方案,公司可以选择最高的综合排名,也就是说,生产规划方案3(如表所示 8)安排生产。如果有一个实际生产的变化,决策者也可以使用该计划接近最优生产方案为最终实现方案,为了提高生产计划的灵活性。

最终的最优生产计划方案。

生产类型 公司 云制造 产品成本 交货时间 产品质量
1 2 3 4 5
模块1 254年 21 - - - - - - 715年 2556年 1754年 13453年 62239年 85.98
模块2 - - - - - - 17 926年 1455年 170年 932年
模块3 285年 907年 1863年 172年 - - - - - - 773年
5。结论

在这篇文章中,国内外学者的成就在云制造、大规模定制,多目标优化,等等是彻底的研究和解决,总结了云制造系统的特征和属性,和云制造服务平台的操作过程是系统地介绍。

当前的背景是,云制造的制造资源和制造能力分布在不同的地理区域。大规模定制企业大型制造批次和有限的生产能力。的前提下满足客户的需求,为了提高企业的利润,成本,时间和质量,客户最关心的是作为索引,以及生产计划的多目标数学模型大规模定制企业云制造环境中最低的成本,最短的时间,最高的质量。针对传统的多目标优化问题的缺点,NSGA-II的算法是用来解决上述多目标优化模型。

大规模定制企业的指数评价模型建立云制造环境下的生产计划优化,在综合评价和权重系数的计算方法得到了改进。结合层次分析法和熵权法用于主观和客观权重相结合,这是应用于改进的TOPSIS多属性决策方法,并选择最优生产计划根据最终的订单。

公司为例进行案例研究。根据客户需求,结合公司自身的生产能力约束、制造资源和制造能力,满足生产条件搜索云制造平台。根据上面提出的多目标优化模型,一组帕累托解满足条件解决。根据上面提出的综合评价模型,选择最优生产计划根据最终的排名通过使用加权法和TOPSIS相结合,它提供了一个参考大规模定制企业制定和优化生产计划,然后验证生产计划的有效性和优化方法对大规模定制企业云制造环境。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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