本書(shū)針對(duì)T型云制造的運(yùn)行機(jī)制及資源優(yōu)化配置所涉及的評(píng)價(jià)模型及算法進(jìn)行了介紹，內(nèi)容涵蓋T型云制造的提出背景、T型云制造及信息模型、如何將物理資源映射為服務(wù)、服務(wù)組合的評(píng)價(jià)、T型云制造模式下服務(wù)組合優(yōu)化的算法和理論，以及算法在鑄造行業(yè)的應(yīng)用，對(duì)中小企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)具有積極的推動(dòng)作用。
云制造技術(shù)是影響我國(guó)未來(lái)制造業(yè)模式與業(yè)態(tài)的新技術(shù)，但相關(guān)理論尚不完善。本書(shū)是基于對(duì)T型云制造資源優(yōu)化配置基礎(chǔ)理論與應(yīng)用的探究編寫(xiě)的，主要介紹了云制造環(huán)境下資源優(yōu)化配置的理論與應(yīng)用，內(nèi)容充實(shí)、科學(xué)，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密。當(dāng)前，大多數(shù)制造企業(yè)已從大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向小批量、多品種，按訂單生產(chǎn)，或者按訂單設(shè)計(jì)的經(jīng)營(yíng)模式，要求企業(yè)具有滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化需求的制造資源和制造能力。本書(shū)針對(duì)此展開(kāi)，著重介紹云制造任務(wù)、云制造資源、資源動(dòng)態(tài)調(diào)度及中小鑄造企業(yè)協(xié)同制造平臺(tái)應(yīng)用理論，并通過(guò)實(shí)例分析融會(huì)貫通相關(guān)理論，以期推動(dòng)云制造相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與促進(jìn)體系的完善。
智能制造是實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略的重要抓手，是促進(jìn)中國(guó)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的主攻方向。制造企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型是目前制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，但相對(duì)于我國(guó)巨大的企業(yè)基數(shù)，真正可實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型的企業(yè)數(shù)量很少，特別是中小企業(yè)。中小企業(yè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生力軍，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)；但中小企業(yè)所持有的制造資源單一，技術(shù)支撐薄弱，制造活動(dòng)簡(jiǎn)單，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模且復(fù)雜的制造活動(dòng)，難以向智能制造轉(zhuǎn)型。伴隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，云制造模式被提出，將各類(lèi)企業(yè)的制造資源集中到云平臺(tái)，通過(guò)資源優(yōu)化配置，使企業(yè)以協(xié)同的方式共同完成復(fù)雜制造任務(wù)。但中小企業(yè)受限于自身經(jīng)濟(jì)與技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)云制造較為困難，并且由于資源優(yōu)化配置方法的不同，對(duì)最終協(xié)同方案的效果影響很大。為此，本書(shū)針對(duì)中小企業(yè)適用的云制造模式及資源優(yōu)化配置方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
本書(shū)主要內(nèi)容如下：
第1章緒論。介紹我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，敘述云制造的產(chǎn)生背景與內(nèi)涵，提出中小企業(yè)實(shí)現(xiàn)云制造面臨的問(wèn)題，分析云制造及資源優(yōu)化配置涉及的關(guān)鍵問(wèn)題及現(xiàn)狀。
第2章T型云制造模式及信息模型。面向中小企業(yè)提出基于服務(wù)科學(xué)理論的T 型云制造模式；對(duì)T 型云制造模式的架構(gòu)、運(yùn)行要素與運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行闡述；建立關(guān)鍵信息描述模型并細(xì)化資源優(yōu)化配置的流程信息。
第3章T型云制造模式下資源到服務(wù)映射。闡述T 型云制造模式的縱向服務(wù)的獲取方式，即根據(jù)具體元任務(wù)實(shí)現(xiàn)大量資源映射為相應(yīng)服務(wù)集。依據(jù)任務(wù)特征及制造資源信息特點(diǎn)，提出Dt-means聚類(lèi)算法，并對(duì)所提聚類(lèi)方法中的關(guān)鍵概念、算法流程、算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)論述，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的有效性。
第4章T型云制造模式下服務(wù)組合評(píng)價(jià)。分析T 型云制造模式下評(píng)價(jià)服務(wù)組合所需面臨的問(wèn)題，增加對(duì)FoS的評(píng)價(jià)，基于服務(wù)參數(shù)模糊性面向縱向服務(wù)優(yōu)勢(shì)提出FEM 評(píng)價(jià)模型并闡述具體實(shí)現(xiàn)步驟；基于任務(wù)參數(shù)配置面向橫向服務(wù)優(yōu)勢(shì)提出PCEM 評(píng)價(jià)模型并闡述具體實(shí)現(xiàn)步驟。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證評(píng)價(jià)模型可行性。
第5章T型云制造模式下服務(wù)組合優(yōu)化。研究資源優(yōu)化配置的橫向服務(wù)獲取手段，即服務(wù)組合與優(yōu)化。根據(jù)T 型云制造模式下服務(wù)組合的特征與在優(yōu)化過(guò)程中導(dǎo)致的問(wèn)題，提出MWFPA 算法。重新定義基因與花的概念，介紹MWFPA 算法的主導(dǎo)思想與關(guān)鍵步驟，并展示具體優(yōu)化過(guò)程。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的可行性。
第6章資源優(yōu)化配置云平臺(tái)開(kāi)發(fā)。分析中小鑄造企業(yè)現(xiàn)狀，以鑄造工業(yè)園為中小鑄造企業(yè)集群代表，結(jié)合前面章節(jié)關(guān)于T 型云制造模式的相關(guān)理論，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)中小鑄造企業(yè)協(xié)同平臺(tái)，將本書(shū)理論方法予以實(shí)現(xiàn)。
本書(shū)在內(nèi)容選擇和結(jié)構(gòu)層次編排方面考慮了理論和應(yīng)用實(shí)踐之間的層層遞進(jìn)關(guān)系。其中，第1章是綜合背景介紹，第2章是基礎(chǔ)知識(shí)，第3～5章是理論的介紹與驗(yàn)證，第6章將前面的理論應(yīng)用到鑄造行業(yè)中小企業(yè)中。
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到了許多老師與專(zhuān)家的支持，在此一并表示感謝。
由于筆者水平有限，書(shū)中的不妥之處在所難免，請(qǐng)廣大讀者予以批評(píng)指正。
高潔
山西工程科技職業(yè)大學(xué)
第1章 緒論 001
1.1 云制造資源優(yōu)化配置的背景和意義 001
1.2 云制造 002
1.2.1 云制造的概念及內(nèi)涵 002
1.2.2 中小企業(yè)實(shí)現(xiàn)云制造面臨的問(wèn)題 004
1.3 基于云制造資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵問(wèn)題及研究現(xiàn)狀 004
1.3.1 云制造模式及信息模型 005
1.3.2 制造資源到服務(wù)的映射 006
1.3.3 服務(wù)組合評(píng)價(jià) 007
1.3.4 服務(wù)組合優(yōu)化方法 009
1.4 本書(shū)內(nèi)容和結(jié)構(gòu) 010
1.4.1 本書(shū)內(nèi)容 010
1.4.2 章節(jié)安排 012
第2章 T 型云制造模式及信息模型 014
2.1 T 型云制造模式 014
2.1.1 T 型云制造模式的提出 014
2.1.2 T 型云制造模式的架構(gòu) 015
2.1.3 T 型云制造模式的運(yùn)行要素 016
2.1.4 T 型云制造模式的運(yùn)行機(jī)理 020
2.1.5 T 型云制造模式的優(yōu)勢(shì) 021
2.2 關(guān)鍵信息模型 022
2.2.1 本體建模技術(shù) 022
2.2.2 信息建模分析 023
2.2.3 關(guān)鍵信息模型建立 024
2.2.4 資源優(yōu)化配置的流程信息 027
2.3 本章小結(jié) 029
第3章 T 型云制造模式下資源到服務(wù)映射 030
3.1 資源到服務(wù)映射的理論基礎(chǔ) 030
3.1.1 資源到服務(wù)映射描述 030
3.1.2 聚類(lèi)的基本理論 031
3.1.3 k-means 算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 034
3.2 T 型云制造模式下聚類(lèi)實(shí)現(xiàn)制造資源到服務(wù)映射存在問(wèn)題分析 035
3.3 基于D-t means 算法的資源到服務(wù)映射方法 037
3.3.1 D-t means 算法的主導(dǎo)思想 037
3.3.2 D-t means 算法的關(guān)鍵概念 038
3.3.3 D-t means 算法實(shí)現(xiàn)資源到服務(wù)的映射流程 040
3.4 基于D-t means 算法資源到服務(wù)映射的驗(yàn)證 043
3.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集選擇及設(shè)置 043
3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 045
3.5 本章小結(jié) 053
第4章 T 型云制造模式下服務(wù)組合評(píng)價(jià) 054
4.1 服務(wù)組合評(píng)價(jià)理論基礎(chǔ) 054
4.1.1 服務(wù)組合評(píng)價(jià)描述 054
4.1.2 模糊數(shù) 055
4.1.3 理想解法 057
4.1.4 灰色關(guān)聯(lián)法 060
4.2 T 型云制造模式下服務(wù)組合評(píng)價(jià)存在問(wèn)題分析 061
4.2.1 服務(wù)屬性類(lèi)型的多樣化與不同表述 061
4.2.2 任務(wù)參數(shù)配置的制造性未重視 062
4.3 面向T 型結(jié)構(gòu)不同維度的服務(wù)組合評(píng)價(jià)模型 062
4.3.1 面向縱向服務(wù)優(yōu)勢(shì)的FEM 評(píng)價(jià)模型 062
4.3.2 面向橫向服務(wù)優(yōu)勢(shì)的PCEM 評(píng)價(jià)模型 066
4.4 服務(wù)組合評(píng)價(jià)模型的驗(yàn)證 071
4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置及案例選擇 071
4.4.2 FEM 評(píng)價(jià)模型驗(yàn)證結(jié)果分析 072
4.4.3 PCEM 評(píng)價(jià)模型驗(yàn)證結(jié)果分析 075
4.5 本章小結(jié) 078
第5章 T 型云制造模式下服務(wù)組合優(yōu)化 079
5.1 服務(wù)組合優(yōu)化方法理論基礎(chǔ) 079
5.1.1 服務(wù)組合優(yōu)化描述 079
5.1.2 FPA 算法基礎(chǔ)理論 079
5.2 T 型云制造模式下進(jìn)化算法實(shí)現(xiàn)服務(wù)組合優(yōu)化存在問(wèn)題分析 082
5.3 基于MWFPA 算法的組合優(yōu)化方法 084
5.3.1 組合優(yōu)化過(guò)程中的相關(guān)定義 084
5.3.2 MWFPA 算法的主導(dǎo)思想 084
5.3.3 MWFPA 算法的關(guān)鍵步驟 086
5.3.4 基于MWFPA 算法的服務(wù)組合優(yōu)化過(guò)程 087
5.4 基于MWFPA 算法資源優(yōu)化配置的驗(yàn)證 089
5.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置及案例選擇 089
5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 089
5.5 本章小結(jié) 100
第6章 資源優(yōu)化配置云平臺(tái)開(kāi)發(fā) 101
6.1 中小鑄造企業(yè)協(xié)同制造背景 101
6.2 中小鑄造企業(yè)協(xié)同平臺(tái)的設(shè)計(jì) 103
6.2.1 企業(yè)結(jié)構(gòu)模型 103
6.2.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì) 105
6.2.3 實(shí)現(xiàn)技術(shù) 106
6.3 中小鑄造企業(yè)協(xié)同平臺(tái)的實(shí)現(xiàn) 107
6.3.1 平臺(tái)功能介紹 107
6.3.2 案例示范說(shuō)明 112
6.4 本章小結(jié) 119
參考文獻(xiàn) 120
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