任務驅動的虛擬企業(yè)生命周期管理問題研究.pdf

1、本文依托國家自然科學基金項目(NSFC-60474077)和教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目(NCET-05-0653),以任務驅動為主線,綜合運用多智能體理論、博弈理論及粒子群優(yōu)化算法,對虛擬企業(yè)生命周期管理涉及的合作伙伴選擇、生產(chǎn)任務調度及信息共享三個關鍵問題進行研究,其主要內容如下:
　　首先,分析了任務驅動虛擬企業(yè)生命周期管理過程及關鍵問題。在對任務驅動的虛擬企業(yè)生命周期管理內涵進行說明的基礎上,建立了任務各階段與虛擬企業(yè)

2、生命周期各階段的對應關系,并對任務驅動的虛擬企業(yè)生命周期管理過程進行了論述。此后,重點分析了虛擬企業(yè)合作伙伴選擇、生產(chǎn)任務調度及信息共享三個關鍵問題的求解難點。分析指出合作伙伴選擇問題的難點主要包括優(yōu)化選擇、談判與簽約及協(xié)調管理;生產(chǎn)任務調度問題的難點主要包括任務調度優(yōu)化及協(xié)調管理;信息共享問題的難點主要包括信息共享平臺構建、信息共享的機制設計及策略選擇。
　　其次,給出了任務驅動的虛擬企業(yè)合作伙伴選擇結構模型及優(yōu)選算法。利用多智

3、能體技術,建立了任務驅動的虛擬企業(yè)合作伙伴選擇結構模型。針對合作伙伴優(yōu)選問題,建立了基于工期約束成本最小化的優(yōu)化模型,并采用限制法證明了該問題是NP完全問題。針對問題求解,提出改進粒子群優(yōu)化求解算法。改進算法新增初始擴大、變異及局部更新三個過程,上述過程的綜合運用提高了粒子群算法的優(yōu)化求解效果。以敏捷制造實例驗證了合作伙伴選擇模型及優(yōu)選算法的有效性。
　　第三,給出了虛擬企業(yè)生產(chǎn)任務調度的層次結構模型及調度優(yōu)化算法。建立了虛擬企業(yè)

4、及合作伙伴兩個層次的生產(chǎn)任務調度結構模型。針對調度優(yōu)化問題,以最小化生產(chǎn)延續(xù)時間為優(yōu)化目標,建立了調度優(yōu)化模型,其中虛擬企業(yè)調度層優(yōu)化主要考慮生產(chǎn)任務之間的時序邏輯關系、作業(yè)時間及伙伴自身已確定的生產(chǎn)任務等影響因素,而合作伙伴調度層優(yōu)化則主要考慮資源占用、轉運時間等影響因素,并給出了粒子群優(yōu)化求解算法。以大型設備制造實例驗證了生產(chǎn)任務調度模型及優(yōu)化算法的有效性。
　　第四,給出了虛擬企業(yè)信息共享博弈模型及促進高層次信息共享的激勵方

5、法。以盟主及一個合作伙伴組成的虛擬企業(yè)為研究對象,建立了虛擬企業(yè)信息共享博弈模型,指出了信息共享博弈的“囚徒困境”,即盟主及合作伙伴都試圖通過減少共享的信息量來增加自身利潤,結果導致虛擬企業(yè)高層次信息共享無法實現(xiàn),并且使得虛擬企業(yè)、盟主及合作伙伴利潤降低。為實現(xiàn)虛擬企業(yè)高層次信息共享,從單次博弈及重復博弈兩個方面提出了解決方法。針對單次博弈,提出了競拍與懲罰機制相結合的信息共享激勵機制設計方法,而針對重復博弈,提出了基于博弈策略及學習調