本發明涉及(ji)云計算領域(yu)，具體涉及(ji)云制造資源動態配置領域(yu)。
背景技術：
云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)是一種(zhong)利(li)用(yong)網(wang)絡(luo)和(he)云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺，按用(yong)戶需(xu)求在(zai)網(wang)上制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)資源，為(wei)用(yong)戶提(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)各類按需(xu)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)的(de)一種(zhong)網(wang)絡(luo)化制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)新(xin)模(mo)式(shi)(shi)(shi)，在(zai)云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)模(mo)式(shi)(shi)(shi)下，云(yun)(yun)(yun)提(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)端(云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務提(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)者(zhe))在(zai)云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺上提(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)資源及能力(li)服(fu)務，云(yun)(yun)(yun)請求端提(ti)(ti)(ti)出(chu)服(fu)務請求，云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺負責根(gen)據(ju)要求將其服(fu)務請求分(fen)配給(gei)合適(shi)的(de)云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務提(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)者(zhe)。云(yun)(yun)(yun)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)模(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)應用(yong)，為(wei)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)企業(ye)拓(tuo)(tuo)展(zhan)了生產(chan)能力(li)，拓(tuo)(tuo)寬了生產(chan)的(de)范(fan)圍(wei)，降低企業(ye)生產(chan)成(cheng)本，提(ti)(ti)(ti)髙企業(ye)核心市(shi)場(chang)競爭力(li)，并(bing)最終實現多(duo)方共贏。
在一(yi)個(ge)云(yun)(yun)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺上有若干個(ge)企業(ye)(ye)參與(yu)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)的(de)交易,其中資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)需求(qiu)方為(wei)n個(ge)，提供(gong)(gong)方為(wei)N個(ge)，提供(gong)(gong)方與(yu)需求(qiu)方的(de)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)能(neng)力(li)互相匹配(pei)(pei)，云(yun)(yun)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺將對其資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)能(neng)力(li)進行集中分配(pei)(pei)，從而(er)得到使得整(zheng)個(ge)云(yun)(yun)服(fu)務系統總利(li)潤最(zui)大(da)化的(de)最(zui)優戰略。通過云(yun)(yun)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺的(de)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)交易，企業(ye)(ye)可(ke)以短時(shi)內(nei)獲取制(zhi)造(zao)(zao)(zao)所需的(de)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)及(ji)能(neng)力(li)，快速(su)響應(ying)多(duo)變的(de)市場(chang)需求(qiu)，充分發揮各(ge)企業(ye)(ye)空閑資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)的(de)可(ke)利(li)用(yong)率(lv)，從而(er)為(wei)企業(ye)(ye)創造(zao)(zao)(zao)更(geng)多(duo)的(de)利(li)潤。同(tong)時(shi)，企業(ye)(ye)所需的(de)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)能(neng)力(li)也可(ke)以由企業(ye)(ye)自己(ji)提供(gong)(gong)，這(zhe)部分資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)與(yu)通過云(yun)(yun)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)服(fu)務平臺獲取的(de)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)一(yi)起，構(gou)成(cheng)了(le)企業(ye)(ye)在某(mou)一(yi)時(shi)刻所擁有的(de)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)量，企業(ye)(ye)通過應(ying)用(yong)這(zhe)些資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)能(neng)力(li)獲取收益。
技術實現要素：
針對(dui)現有(you)技術(shu)的上(shang)述不足(zu)，本發(fa)明提出了一(yi)種(zhong)云制造中服務資(zi)源動態配置算法。
為解決(jue)上述問題，本(ben)發明是通過以下技術方案實(shi)現的：
通過對云制造模(mo)式(shi)下資源(yuan)額(e)優化配(pei)置(zhi)(zhi)進行研(yan)究，考(kao)慮平臺上資源(yuan)能(neng)力的(de)(de)產權關系(xi)，建立一個最(zui)優資源(yuan)配(pei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)動(dong)態模(mo)型，由此來安排資源(yuan)配(pei)置(zhi)(zhi)，并設計了求(qiu)解(jie)資源(yuan)配(pei)置(zhi)(zhi)函數的(de)(de)求(qiu)解(jie)方法，達(da)到云制造服務(wu)平臺整體收(shou)益最(zui)大化的(de)(de)目的(de)(de)。具體的(de)(de)實施步驟(zou)如下：
步驟1：云制造模式下服務資源(yuan)成本定(ding)義。
步驟2：云(yun)制造(zao)模(mo)式下(xia)服務收益(yi)函(han)數定(ding)義。
步(bu)驟3：資源動態配置模型建(jian)立(li)。
步驟(zou)4：模型求解算(suan)法。
本發明的有益效(xiao)果(guo)是：
1、實現了(le)云平臺(tai)上資源(yuan)配置(zhi)的動態平衡調(diao)度，達到整體利益最大(da)化；
2、避免了個別資源(yuan)供應商追求自(zi)己的利益而損(sun)傷(shang)總體利益的行為(wei)；
3、也(ye)對提(ti)供(gong)相同(tong)服務(wu)類型(xing)的(de)供(gong)應商進行合(he)理的(de)資源配置(zhi)，防止配置(zhi)不(bu)公平導致的(de)平臺利益(yi)受損。
具體實施方式
步驟1：云制(zhi)造模式(shi)下(xia)服務資(zi)源成本定義
企業所獲取服務資源的途徑包括企業自有及通過通過云制造平臺交易獲取；若某一時刻，企業只通過云制造服務平臺的服務資源易獲取資源能力，而不通過購買等方式增加資源能力，此時刻該企業的資源能力自增長系數為零；資源需求方與服務提供者在云制造模式下的成本都隨著交易服務資源的量遞增而遞增，設交易資源總量為Q，那么全部資源需求方總成本函數(CD)定義為：
資源服務商的總成本函數(CS)為：
其中，ci∈{1，2，...，n}、pj∈{n+1，n+2，...，N}分別表示需求方和供應方在云(yun)制造模式下的成本系(xi)數(shu)。
步驟2：云制造模式下服務(wu)收益(yi)函數定義(yi)
云制(zhi)造平(ping)臺上(shang)參與資源(yuan)供應(ying)的企業(ye)數量(liang)會(hui)對自身(shen)資源(yuan)交易(yi)的質(zhi)量(liang)產生影(ying)響，從而影(ying)響效益(yi)(yi)，若是效益(yi)(yi)受影(ying)響，則可能會(hui)退(tui)出平(ping)臺，因(yin)此企業(ye)收(shou)益(yi)(yi)受兩(liang)種因(yin)素影(ying)響，一是自身(shen)收(shou)益(yi)(yi)情況，二是平(ping)臺上(shang)所(suo)有(you)參與企業(ye)的收(shou)益(yi)(yi)；再(zai)笨方法中，將總收(shou)益(yi)(yi)進行量(liang)綱(gang)化，然后定義為：
其中，si表示企業i將單位資源轉化為收益的能力系數，xi表示企業i所擁有的制造資源總量，xi＞0，為(wei)云平(ping)臺上其他企(qi)業(ye)對企(qi)業(ye)i的(de)影響因素，其值可以為(wei)1。
步(bu)驟3：資源動態配置模型建(jian)立
在云制(zhi)造中，資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)配置是(shi)(shi)動態的，任意時間刻(ke)某企(qi)業(ye)的資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)能力總量(liang)是(shi)(shi)變換的，能提供服務的資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)也是(shi)(shi)變化的，由此建(jian)立資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)需求方(fang)和資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)提供方(fang)的制(zhi)造資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)能力為：
其中ri表示企業i資源能力的衰減系數，Rj表示資源供方可提供的資源總能力，aij表(biao)示資(zi)源(yuan)供方提供給需方的資(zi)源(yuan)比例，有云平臺決策，構成一個n*(N-n)的矩(ju)陣(zhen)。
由于：
所以：
云制造平臺上所有用戶的總收益為Wi，那么在某個時間段T，所(suo)有(you)用戶(hu)的總利潤為其中ρ為貼現率(lv)：
在進行決策時候(hou)，以整個(ge)系統利潤(run)最大作(zuo)為決策目標，也就是取(qu)有以上(shang)各式，將最終目標決策函數定義為：
其中：0≤aij≤1
步驟4：模(mo)型(xing)求解算法
該模型是一個線性最優控制模型，通過控制aij使得目(mu)標函數達(da)到最大值(zhi)；其求解(jie)過(guo)程為：
首先，引入λi、μj為協(xie)變(bian)量(liang)，構造哈密(mi)頓(dun)函(han)數：
由極大值原理可知：
解得λi、μj；并對λi、μj求一(yi)階(jie)導數，最后(hou)整理(li)得到：
得到式(1)-(4)，當系統穩(wen)定(ding)時候有(you)各式值(zhi)為(wei)0，即：
同時解得：
為了方便，將其值記為A，則有由此可以解得最優的aij值aij*為：