共享制造是圍繞生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)，運(yùn)用共享理念，將分散、閑置的生產(chǎn)資源集聚起來(lái)，彈性匹配、動(dòng)態(tài)共享給需求方的新模式。共享制造平臺(tái)是共享制造的核心載體。本書分析了共享制造模式、共享制造服務(wù)封裝技術(shù)和共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地研究了共享制造模式擴(kuò)散與應(yīng)用、共享制造服務(wù)匹配、調(diào)度優(yōu)化及共享決策等運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題。 本書可供共享制造、運(yùn)營(yíng)決策優(yōu)化等領(lǐng)域的工程管理人員、研究人員及相關(guān)專業(yè)的師生閱讀和參考。
適讀人群 ：共享制造、運(yùn)營(yíng)決策優(yōu)化等領(lǐng)域的工程管理人員、研究人員及相關(guān)專業(yè)的師生
共享制造是圍繞生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)，運(yùn)用共享理念，將分散、閑置的生產(chǎn)資源集聚起來(lái)，彈性匹配、動(dòng)態(tài)共享給需求方的新型制造模式。本書圍繞“共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制與決策優(yōu)化”這一主題，分析了共享制造資源服務(wù)化封裝、共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制、共享制造模式的擴(kuò)散與應(yīng)用決策及共享制造服務(wù)的匹配、調(diào)度、決策等，可供共享制造、運(yùn)營(yíng)決策優(yōu)化等領(lǐng)域的工程管理人員、研究人員等參考和閱讀。
近年來(lái),隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、信息物理融合系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)與人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展并應(yīng)用于制造系統(tǒng),產(chǎn)生了許多新型制造模式,如云制造、社群化制造、共享制造等。自2010年以來(lái), “共享經(jīng)濟(jì)” 商業(yè)實(shí)踐取得巨大成功,促進(jìn)了共享經(jīng)濟(jì)在制造領(lǐng)域的滲透和發(fā)展,產(chǎn)生了共享制造模式。共享制造是運(yùn)用共享理念,將生產(chǎn)資源進(jìn)行集約共享,并彈性匹配需求,具有集約、高效、靈活等特點(diǎn)的一種共享經(jīng)濟(jì)模式,是共享經(jīng)濟(jì)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的具體實(shí)踐。共享制造通過(guò)整合生產(chǎn)資源、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本,并實(shí)現(xiàn)供需企業(yè)間的協(xié)作生產(chǎn),可以更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制產(chǎn)品的生產(chǎn)。
本書圍繞“共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制與決策優(yōu)化”這一主題展開。全書共分七章。第1章主要分析共享經(jīng)濟(jì)的成因、內(nèi)涵、類別與發(fā)展,并對(duì)智能制造、智能裝備、智能工廠及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行闡述,探討了云制造、社群化制造及共享制造三種典型的新型制造模式。
第2章在分析共享制造服務(wù)分類的基礎(chǔ)上介紹共享制造服務(wù)的虛擬化封裝技術(shù),將制造資源分為硬制造資源與軟制造資源,對(duì)其進(jìn)行虛擬化,介紹了一種共享制造環(huán)境下資源服務(wù)化封裝的方法,以屏蔽制造資源自身的異構(gòu)性和復(fù)雜性,對(duì)外呈現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)用接口,在共享制造環(huán)境中共享。
第3章針對(duì)共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行分析,探討涉及的幾個(gè)重要問(wèn)題及具體的運(yùn)行機(jī)制,并分析共享制造平臺(tái)的商業(yè)模式與功能。
第4章主要分析共享制造模式的擴(kuò)散與應(yīng)用決策。通過(guò)演化博弈模型的建立,分析不同利益參與者的博弈關(guān)系和決策行為,建立演化博弈系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)企業(yè)間共享制造服務(wù)模式的擴(kuò)散進(jìn)行分析,通過(guò)系統(tǒng)仿真討論不同參數(shù)變化對(duì)共享制造服務(wù)模式擴(kuò)散的影響。
第5章建立了面向多用戶偏好的共享制造服務(wù)雙邊匹配模型。首先,提出制造服務(wù)雙向語(yǔ)義匹配模型,為制造服務(wù)雙邊匹配奠定基礎(chǔ)。其次,構(gòu)建面向用戶模糊偏好的制造服務(wù)匹配框架,并應(yīng)用對(duì)偶猶豫模糊理論描述用戶對(duì)不同服務(wù)方的對(duì)偶猶豫模糊偏好信息,實(shí)現(xiàn)制造服務(wù)的雙邊匹配。
第6章研究共享制造服務(wù)調(diào)度模型與決策優(yōu)化方法,分別構(gòu)建面向多用戶的制造服務(wù)調(diào)度優(yōu)化模型、考慮制造服務(wù)協(xié)同的多用戶任務(wù)調(diào)度優(yōu)化模型及集成多方利益的超多目標(biāo)制造服務(wù)調(diào)度優(yōu)化模型,并通過(guò)算例分析優(yōu)化模型與方法的優(yōu)越性。
第7章研究分布式制造服務(wù)共享決策問(wèn)題。首先,分析分布式制造服務(wù)共享機(jī)制。其次,針對(duì)多種制造服務(wù)的供給,建立分布式制造服務(wù)配置共享演化博弈模型,分析用戶的最優(yōu)服務(wù)選擇策略。
本書由王天日撰寫。劉娟、栗繼祖等老師在書稿撰寫過(guò)程中給予了作者很多幫助;張鵬志、李超、李淑花、馬瑜、杜雯靜等參加了本書部分章節(jié)的編寫整理工作;書中相關(guān)研究?jī)?nèi)容得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71701141)、教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(21YJC630135)、山西省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題(2020YJ035)、山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究面上青年基金項(xiàng)目(201801D221227)、山西省高�？萍紕�(chuàng)新研究項(xiàng)目(2020123)的支持,在此一并表示感謝。
本書中對(duì)參考和引用的學(xué)術(shù)成果做了注明,若有遺漏,在此表示歉意,并對(duì)有關(guān)的國(guó)內(nèi)外學(xué)者敬表謝忱。共享制造作為一種新型的制造模式,其相關(guān)理論、方法和技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善當(dāng)中,限于作者的水平,書中可能會(huì)存在一些紕漏和不完善之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
王天日，工業(yè)工程博士，太原理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院副教授，太原理工大學(xué)工程管理國(guó)*級(jí)一流專業(yè)建設(shè)第二負(fù)責(zé)人，山西省“三晉英才”支持計(jì)劃青年優(yōu)秀人才。先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年項(xiàng)目各1項(xiàng)、省級(jí)課題5項(xiàng)。在Applied Soft Computing、International Journal of Production Research、Computers & Industrial Engineering等國(guó)際期刊上發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文20余篇，出版學(xué)術(shù)專著1部，參與編寫教材2部。主要研究方向?yàn)楣蚕碇圃爝\(yùn)營(yíng)管理相關(guān)理論和方法。
第1章 共享制造模式概述………………………………………………………… 1
1.1 共享經(jīng)濟(jì)………………………………………………………………… 1
1.1.1 共享經(jīng)濟(jì)的成因……………………………………………………… 1
1.1.2 共享經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵……………………………………………………… 2
1.1.3 共享經(jīng)濟(jì)的類別……………………………………………………… 3
1.1.4 共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展……………………………………………………… 4
1.2 智能制造………………………………………………………………… 5
1.2.1 智能制造的發(fā)展……………………………………………………… 5
1.2.2 智能制造的構(gòu)成……………………………………………………… 7
1.2.3 智能裝備與智能工廠………………………………………………… 9
1.2.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)………………………………………………………… 10
1.3 新型制造模式…………………………………………………………… 15
1.3.1 云制造……………………………………………………………… 15
1.3.2 社群化制造………………………………………………………… 20
1.3.3 共享制造…………………………………………………………… 25
1.4 小結(jié)……………………………………………………………………… 28
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 28
第2章 共享制造服務(wù)…………………………………………………………… 32
2.1 共享制造的內(nèi)涵………………………………………………………… 32
2.2 共享制造服務(wù)的分類…………………………………………………… 34
2.3 共享制造服務(wù)的虛擬化封裝…………………………………………… 34
2.3.1 制造資源虛擬化技術(shù)………………………………………………… 34
2.3.2 制造資源虛擬化理論框架…………………………………………… 38
2.3.3 硬制造資源虛擬化…………………………………………………… 41
2.3.4 軟制造資源虛擬化…………………………………………………… 42
2.3.5 制造資源服務(wù)化封裝………………………………………………… 43
2.4 小結(jié)……………………………………………………………………… 50
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 50
第3章 共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制………………………………………………… 52
3.1 共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制分析…………………………………………… 52
3.2 共享制造平臺(tái)運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)…………………………………………… 55
3.2.1 驅(qū)動(dòng)機(jī)制…………………………………………………………… 55
3.2.2 分類與推薦機(jī)制……………………………………………………… 56
3.2.3 交易機(jī)制…………………………………………………………… 56
3.2.4 合作機(jī)制…………………………………………………………… 58
3.2.5 保障機(jī)制…………………………………………………………… 58
3.2.6 定價(jià)機(jī)制…………………………………………………………… 59
3.3 共享制造平臺(tái)的商業(yè)模式……………………………………………… 60
3.4 共享制造平臺(tái)的功能…………………………………………………… 63
3.4.1 共享制造平臺(tái)總體功能框架………………………………………… 63
3.4.2 注冊(cè)與分類管理……………………………………………………… 64
3.4.3 交易管理…………………………………………………………… 64
3.4.4 智能運(yùn)營(yíng)管理………………………………………………………… 65
3.4.5 監(jiān)督管理…………………………………………………………… 67
3.5 小結(jié)……………………………………………………………………… 68
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 68
第4章 共享制造模式擴(kuò)散與應(yīng)用決策………………………………………… 69
4.1 共享制造模式擴(kuò)散問(wèn)題描述與框架…………………………………… 69
4.1.1 共享制造模式擴(kuò)散問(wèn)題描述………………………………………… 69
4.1.2 共享制造模式擴(kuò)散模型框架………………………………………… 70
4.2 共享制造模式擴(kuò)散的演化博弈分析…………………………………… 74
4.3 共享制造模式擴(kuò)散演化博弈模型的建立……………………………… 74
4.3.1 基本假設(shè)…………………………………………………………… 74
4.3.2 演化博弈模型………………………………………………………… 76
4.4 共享制造模式擴(kuò)散系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型……………………………………??'377
4.4.1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介……………………………………………………… 78
4.4.2 因果回路圖的建立…………………………………………………… 80
4.4.3 共享制造模式擴(kuò)散系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建�！� 83
4.5 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析…………………………………………………… 85
4.5.1 模型參數(shù)設(shè)定………………………………………………………… 85
4.5.2 初始模型運(yùn)行結(jié)果…………………………………………………… 85
4.5.3 對(duì)比分析…………………………………………………………… 86
4.5.4 結(jié)果分析…………………………………………………………… 91
4.6 小結(jié)……………………………………………………………………… 92
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 92
第5章 共享制造服務(wù)雙邊匹配決策…………………………………………… 94
5.1 制造服務(wù)雙向語(yǔ)義匹配………………………………………………… 94
5.1.1 制造服務(wù)雙向語(yǔ)義匹配模型………………………………………… 94
5.1.2 正向匹配方法………………………………………………………… 94
5.1.3 反向匹配方法………………………………………………………… 97
5.2 面向用戶模糊偏好的制造服務(wù)匹配框架……………………………… 99
5.2.1 多用戶任務(wù)描述模型……………………………………………… 100
5.2.2 制造服務(wù)描述模型………………………………………………… 100
5.2.3 制造服務(wù)雙邊匹配框架……………………………………………… 101
5.3 基于對(duì)偶猶豫模糊理論的制造服務(wù)雙邊匹配……………………… 104
5.3.1 對(duì)偶猶豫模糊理論………………………………………………… 104
5.3.2 滿意度計(jì)算方法…………………………………………………… 106
5.3.3 雙邊匹配模型的構(gòu)建及求解………………………………………… 107
5.3.4 雙邊匹配決策步驟………………………………………………… 110
5.3.5 算例分析…………………………………………………………… 111
5.4 小結(jié)…………………………………………………………………… 115
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 115
第6章 面向多用戶的共享制造服務(wù)調(diào)度優(yōu)化………………………………… 117
6.1 面向多用戶的制造服務(wù)調(diào)度優(yōu)化…………………………………… 117
6.1.1 多用戶需求導(dǎo)向的制造服務(wù)調(diào)度模型……………………………… 118
6.1.2 多目標(biāo)人工蜂群算法………………………………………………??121
6.1.3 仿真試驗(yàn)與結(jié)果分析……………………………………………… 130
6.2 考慮服務(wù)協(xié)同的多用戶任務(wù)調(diào)度優(yōu)化……………………………… 138
6.2.1 問(wèn)題描述…………………………………………………………… 138
6.2.2 數(shù)學(xué)模型…………………………………………………………… 139
6.2.3 GWO-SA算法……………………………………………………… 143
6.2.4 仿真試驗(yàn)與結(jié)果分析……………………………………………… 146
6.3 集成多方利益的超多目標(biāo)制造服務(wù)調(diào)度優(yōu)化……………………… 152
6.3.1 問(wèn)題描述…………………………………………………………… 152
6.3.2 數(shù)學(xué)模型…………………………………………………………… 153
6.3.3 MaOEA-AES算法………………………………………………… 156
6.3.4 仿真試驗(yàn)與分析…………………………………………………… 162
6.4 小結(jié)…………………………………………………………………… 175
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 175
第7章 分布式制造服務(wù)共享決策優(yōu)化………………………………………… 179
7.1 分布式制造服務(wù)共享機(jī)制分析……………………………………… 179
7.1.1 分布式制造服務(wù)共享框架…………………………………………… 179
7.1.2 分布式制造服務(wù)共享合作形成機(jī)制………………………………… 180
7.1.3 分布式制造服務(wù)共享實(shí)現(xiàn)機(jī)制……………………………………… 182
7.2 分布式制造服務(wù)配置共享決策……………………………………… 183
7.2.1 問(wèn)題描述…………………………………………………………… 183
7.2.2 問(wèn)題定義和假設(shè)…………………………………………………… 184
7.2.3 制造服務(wù)共享演化博弈模型………………………………………… 185
7.2.4 演化均衡與穩(wěn)定性分析……………………………………………… 186
7.3 算例分析……………………………………………………………… 188
7.4 小結(jié)…………………………………………………………………… 193
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 193
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