[发明专利]面向工业互联网的制造服务订单分配方法及其求解算法

说明书

本发明公开了一种面向工业互联网的制造服务订单分配模型的建立方法，该方法将制造服务订单分配模型建立为斯塔克尔伯格非合作完全信息动态博弈模型，从以客户为主导的订单分配角度出发，采用动态博弈模拟的方法，从客户及制造服务企业双方的利益策略角度考虑，建立了客户的支付成本与制造企业的生产成本、交货时间和产品质量的双层多目标博弈模型，实现了工业互联网平台中客户与制造企业的密切联系。在模型求解中，对基本混合蛙跳算法(SFLA)从分组算子和局部位置更新算子两方面进行改进，构建了一种双层嵌套混合蛙跳算法对博弈模型求解得到纳什均衡，实现了工业互联网平台中制造服务订单在多制造企业间的科学分配。

技术领域

本发明涉及订单分配技术领域，具体涉及一种面向工业互联网的制造服务订单分配模型的建立方法。

背景技术

工业互联网平台可以实现制造企业和客户的紧密连接，客户的加入增强了其主动权，更好地体现了以客户为中心的服务理念。另外，工业互联网平台也能够实现制造资源、制造企业的泛在连接，意味着更多制造企业会加入，一方面，客户的需求不仅有更多制造企业可供选择，而且可以进行订单拆分来完成，另一方面，制造企业之间的竞争也会更加激烈。

如图1所示，面向工业互联网的制造服务订单分配问题，主要包括在工业互联网制造平台上各种制造企业及资源以及组成的临时联盟产生的订单，根据服务策略、价格谈判获得订单分配，并涉及产品-服务，以满足需求等一系列过程。工业互联网制造平台下的制造服务订单分配中，客户和制造企业的连接，以往从单方面考虑订单分配问题的方法已不再适用。在此过程中，客户首先制定订单策略，制造企业随后形成服务策略，然后客户再对企业的策略做出回应，这样一直反复迭代下去，直至达到双方都满意的均衡状态。

因此，针对面向工业互联网的制造服务订单的分配问题，建立以客户为主导的双方利益策略博弈模型，对客户而言，主导订单的分配决策以达到用最小化成本完成需求的目标；对各制造企业而言，在成本、时间、质量方面进行激烈竞争，以得到更丰厚的利益。

发明内容

针对现有技术与方法存在的缺陷或不适用问题，并考虑到工业互联网的泛在连接特性，本发明从以客户为主导的订单分配角度出发，从双方的利益策略角度考虑，提供一种面向工业互联网的制造服务订单分配模型的建立方法。

为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：

一种面向工业互联网的制造服务订单分配模型的建立方法，其特征在于，具体按下列步骤进行：

步骤一：面向工业互联网的制造服务订单分配模型的建立

将面向工业互联网的制造服务订单分配模型建立为斯塔克尔伯格(Stackelberg)非合作完全信息动态博弈模型，包括领导者策略和跟随者策略，在该模型中，客户作为领导者，制造服务企业作为跟随者；

1)模型假设及参数设定

一笔制造服务订单通常由一组或者几组工艺流程组成，而工艺流程又可以分为若干在特定制造资源上进行操作的工序；

假设平台共有N家企业参与制造完成订单；Z_n,n∈(1,N)表示分配给企业n的订单数量；表示企业n对第i道工序的操作加工；

模型的参数与变量定义如下：

⑴D-制造服务订单总数量；

⑵M-订单中工艺流程包含的工序数；

⑶kt-根据客户需求选择的最佳交货期，单位：min；

⑷sc-客户对每批的生产准备成本，单位：元；

⑸kc-客户的单位库存成本，单位：元；

⑹-企业n对的单位加工成本，单位：元；