[发明专利]一种用于工业4.0大规模个性化生产的动态云制造方法

说明书

本发明涉及一种用于工业4.0大规模个性化生产的动态云制造方法。包括：客户发布个性化需求到云平台；设计师获取需求信息，并上传设计方案；客户确定最终设计方案，同时，将产品制造过程分解为几个子任务；在决策时刻，实时获取子任务以及工厂信息，建立多工厂任务分配模型；使用匈牙利算法求解多工厂任务分配模型；同一产品的所有子任务都完成后，将产品打包，运输给客户。本发明能够针对客户需求在产品生产全生命周期动态变化的特点，建立实时多工厂任务分配模型，采用匈牙利算法快速灵活将子任务分配给工厂，最大化工厂总利润，降低个性化产品成本，提高客户产品满意度；且本发明能够避免突发状况导致生产效率降低，提高鲁棒性。

技术领域

本发明涉及工业4.0生产模式领域，更具体地，涉及一种用于工业4.0大规模个性化生产的动态云制造方法。

背景技术

工业4.0，也称作第四次工业革命，是由德国在2013年提出的。要实现工业4.0，不仅需要垂直整合，还需要水平整合。工业4.0垂直整合的对象是工厂，在未来的智能工厂中，制造结构将不再是固定和预定义的，而是可以根据每个案例的情况，调整制造结构。工业4.0的水平整合指的是整合应用在各个不同制造阶段以及业务计划过程的IT系统，这涉及公司内部(例如入库、生产等)以及几个不同的公司(价值链)。大规模个性化生产是工业4.0的显著特征，旨在低代价的、高效的、大规模的、最大程度的满足客户的个性化需求。为提高客户个性化产品体验满意度，工业4.0提倡让客户参与产品生命周期的每一个过程，并且可以实时提出修改意见。

云制造的概念最早是由李伯虎院士以及张霖教授的研究团队于2009年率先在国际上提出的。云制造聚焦于制造资源的整合，提高闲置制造资源的利用率。云制造将来自全球的分布式制造资源进行封装，以满足客户个性化的、灵活的、可扩展的以及可配置的请求。云制造期望在理想的状态下，能够实现对产品生命周期的所有资源的整合，使客户能够按需请求需要的资源。

云制造自身特性使其在工业4.0大规模个性化生产的趋势下有一定的优势。首先，对于垂直整合，中小型企业升级成智能工厂成本高、难度大，云制造整合了中小型企业的闲置资源，提高资源利用率，为中小型企业在工业4.0背景下开辟了一条生存之道。其次，对于水平整合，虽然目前云制造对于水平整合的研究还不充分，但是，其理想就是能够整合产品生命周期全过程的所有资源，这与工业4.0的思想不谋而合。

虽然云制造在工业4.0大规模个性化生产的趋势下有一些优势，但也存在一些问题。首先，云制造一般没有产品设计环节，或是直接将其归为一个子任务，与客户无交流，往往会导致设计方案与客户个性化需求有偏差，限制了产品个性化程度，降低了客户产品满意度。其次，工业4.0为满足每个客户的个性化需求，提倡让客户参与产品生命周期的全过程且可实时提出修改意见。然而，云制造虽然有一些实时以及动态的子任务调度机制来应对动态任务到达、原材料短缺、机器故障等突发状况，但是其子任务触发机制严格按照子任务执行顺序，中途不可更改，不适用于子任务动态变化的场景，不能快速响应客户动态需求，增加了个性化产品的成本。

针对上述云制造在工业4.0大规模个性化生产背景下的问题，亟需一种用于工业4.0大规模个性化生产的动态云制造模式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于工业4.0大规模个性化生产的动态云制造方法，该方法能够针对客户需求在产品生产全生命周期动态变化的特点，建立实时多工厂任务分配模型，采用匈牙利算法快速灵活将子任务分配给工厂，最大化工厂总利润，降低个性化产品成本，提高客户产品满意度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于工业4.0大规模个性化生产的动态云制造方法，包括如下步骤：

步骤S1、客户发布个性化需求到云平台；

步骤S2、设计师获取需求信息，并上传设计方案；

步骤S3、客户确定最终设计方案，同时，将产品制造过程分解为几个子任务；