基于Web服务的协同制造控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Web服务的协同制造控制方法及控制系统。其中，基于Web服务的协同制造控制方法包括如下步骤：确定完成协同制造所需的多个纵向任务节点；对于其中的每一纵向任务节点，搜索能够完成该纵向任务节点的多组候选服务，所述候选服务由可用候选服务和/或可用虚拟服务组成；基于所有纵向任务节点选定的候选服务，确定能够完成协同制造的多组串联服务组合；对所述多组串联服务组合进行寻优，确定协同制造的方法。基于本发明专利技术，可以更为有效地支撑集群企业间的资源共享，通过协同制造，使中小企业能够更好地应对市场需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造服务
，特别涉及一种基于Web服务的协同制造控制方法及控制系统。 
技术介绍
当今世界经济的版图是被产业集群所控制，即相关产业通过地理上的集中，从而在本领域获得不同寻常的竞争优势。随着国内近些年的经济快速增长，一些产业集群已经在世界上获得了一定的声誉，如浙江省湖州市的纺织服装产业集群，广东省东莞市的电子产品制造集群等。但是，中国的工业集群仍然处于初级发展阶段，很多企业仅仅是地理上的集中，集群内部产业分工与合作水平低，没有形成网络组织的结构优势（产业关联、互相依存、和专业化分工），尤其以资源驱动型和规划引导型集群最为突出。随着金融危机的出现，国际市场需求跌宕起伏，对于中小企业而言，依靠自身的力量和资源难以应对目前的严峻形势，旧有的发展模式已经越来越难以为继。 以珠三角地区为例，与危机前相比，外向型企业的出口和订单下降幅度在20%～50%之间。在恶劣的市场环境下，中小企业往往处于被动适应的状态：一方面，需要维持一定数量的产能与规模，以保证企业的生存；另一方面，又不能维持的产能过高，否则运行成本会难以承受。但是，在市场需求发生剧烈波动的时候，这种运行模式往往使企业处于两难境地：如果订单激增，企业依靠自身的力量和资源难以承担；如果订单骤减，又会造成企业资源的闲置和浪费。对于中小企业而言，必须借助外部的力量，通过协同制造，才能应对目前的严峻形势。 随着信息技术的发展，企业以自身信息系统中的业务模块为依托，对企业 的制造能力进行Web封，并通过平台进行服务资源注册发布。企业之间的协同制造需要通过服务资源之间的动态组合来实现。 因此，如何基于Web服务进行更好的协同制造控制，是本领域技术人员亟需解决的问题。 
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种基于Web服务的协同制造控制方法及控制系统，以通过协同制造，使中小企业能够更好地应对市场需求。 第一方面，本专利技术公开了一种基于Web服务的协同制造控制方法，包括如下步骤：步骤1，确定完成协同制造所需的多个纵向任务节点；步骤2，对于其中的每一纵向任务节点，搜索能够完成该纵向任务节点的多组候选服务，所述候选服务由可用候选服务和/或可用虚拟服务组成；基于所有纵向任务节点选定的候选服务，确定能够完成协同制造的多组串联候选服务组合；步骤3，对所述多组串联候选服务组合进行寻优，确定协同制造的串联服务组合。 第二方面，本专利技术还公开了一种基于Web服务的协同制造控制系统，包括：纵向任务节点确定模块、串联服务组合确定模块和协同制造方法确定模块。其中，纵向任务节点确定模块用于确定完成协同制造所需的多个纵向任务节点；串联服务组合确定模块用于对于其中的每一纵向任务节点，搜索能够完成该纵向任务节点的多组候选服务，所述候选服务由可用候选服务和/或可用虚拟服务组成；基于所有纵向任务节点选定的候选服务，确定能够完成协同制造的多组串联候选服务组合；协同制造方法确定模块用于对所述多组串联候选服务组合进行寻优，确定协同制造的串联服务组合。 本专利技术不仅考虑工作流上各个环节间服务的纵向协同，还要考虑同一环节上存在着不同服务间的横向组合，即不同服务之间横向组合形成虚拟企业。因此，基于本专利技术，可以更为有效地支撑集群企业间的资源共享，通过协同制造，使中小企业能够更好地应对市场需求。 附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中： 图1为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法实施例的步骤流程图； 图2为基于Web服务的协同制造控制方法的一个实施例中，可用虚拟服务的确定的步骤流程图； 图3为基于横向协作的协同制造原理图； 图4为可用虚拟服务确定的步骤流程图； 图5为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法一个实施例的示意图； 图6为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法中，改进的模仿学习操作过程； 图7为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法中，变异的观察学习过程 图8为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法一个实例的组合网络示意图； 图9为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法在市场需求稳定情况下企业集群收益对比； 图10为本专利技术基于Web服务的协同制造控制方法在市场需求剧烈变动情况下企业集群收益对比。 具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。下面对本专利技术的优选实施例作进一步详细说明。 本专利技术基于如下思考：企业资源服务间的组合具有两个典型的特点：①企业资源服务则更加侧重于价格、质量、产能等业务指标。②在企业服务组合的路径上，除了节点之间的纵向服务组合之外，在单个节点上还可能存在不同服 务间的横向组合，例如几家企业协同制造某种产品部件。如何针对企业协作的特点，从数量众多的企业服务中选取合适的服务进行组合，才能更为有效地支撑企业间的协同制造，是本专利技术的核心所在。 从运作模式而言，企业的协同模式主要是纵向协同，现说明如下： 参照图1。企业的纵向协同，即单个供应链中上、下游企业间的合作，按照产品生产的顺序阶段来集成企业之间的资源。通过纵向协同，可以形成定制化生产能力较强、能够承担某一独立任务的服务组合。 本专利技术在上述企业纵向合作的基础上，提出：纵向协同中的一个环节，可能并不是某个具体的企业资源服务，而是由多个企业横向协同所构成的虚拟服务。由于协同环境具有不确定性，用户需求、企业能力、服务状态等不断发生变化，为了实现企业服务间的“最佳协作”，企业间的服务组合需要不断的进行动态调整。图1中的S1，S2等代表不同的环节。具体参照图2。 参照图2。图2为本专利技术一种基于Web服务的协同制造控制方法，包括如下步骤： 步骤S210，确定完成协同制造所需的多个纵向任务节点； 步骤S220，对于其中的每一纵向任务节点，搜索能够完成该纵向任务节点的多组候选服务，候选服务由可用候选服务和/或可用虚拟服务组成；基于所有纵向任务节点选定的候选服务，确定能够完成协同制造的多组串联候选服务组合； 步骤230，对多组串联候选服务组合进行寻优，确定协同制造的串联服务组合。 本实施例在考虑纵向协同的基础上，着重于每一个纵向任务节点的横向协同。集群中的横向协同，即不同供应链中处于同一环节上的企业协作，根据市场需求来集成能够提供相同资源的企业服务。通过横向协同，中小企业可以更为有效地支撑集群企业间的资源共享，提高应对市场变化的能力，灵活地应对市场波动，降低生产投入的风险。例如，单一企业无法满足的生产需求，可以通过协同生产来满足要求，既增加了中小企业参与市场竞争的机会，也为市场 提供了更多的候选服务。 参照图3，图3为基于横向协作的协同制造原理图。 通过横向协同生成的虚拟企业服务具有很强的灵活性，可以在需要的时候自主协作，在完成任务之后自行解散。如图3所示，K个企本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Web服务的协同制造控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，确定完成协同制造所需的多个纵向任务节点；步骤2，对于其中的每一纵向任务节点，搜索能够完成该纵向任务节点的多组候选服务，所述候选服务由可用候选服务和/或可用虚拟服务组成；基于所有纵向任务节点选定的候选服务，确定能够完成协同制造的多组串联候选服务组合；步骤3，对所述多组串联候选服务组合进行寻优，确定协同制造的串联服务组合。

【技术特征摘要】
1.一种基于Web服务的协同制造控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，确定完成协同制造所需的多个纵向任务节点；
步骤2，对于其中的每一纵向任务节点，搜索能够完成该纵向任务节点的
多组候选服务，所述候选服务由可用候选服务和/或可用虚拟服务组成；基于所
有纵向任务节点选定的候选服务，确定能够完成协同制造的多组串联候选服务
组合；
步骤3，对所述多组串联候选服务组合进行寻优，确定协同制造的串联服
务组合。
2.根据权利要求1所述的基于Web服务的协同制造控制方法，其特征在
于，所述步骤2中，所述可用候选服务通过如下方式确定：
确定候选服务，获取该候选服务所能提供的当前产能值，若该当前产能值
大于给定的纵向任务节点需要满足的产品需求量，则该候选服务为可用候选服
务。
3.根据权利要求1或2所述的基于Web服务的协同制造控制方法，其特
征在于，所述步骤2中，所述可用虚拟服务通过如下方式确定：
步骤20，对于给定的纵向任务节点，确定愿意进行横向协作的服务；
步骤21，按照组合的方式，基于所述愿意进行横向协作的服务，生成虚拟
服务的组合；
步骤22，计算每个虚拟企业服务的当前产能值；
步骤23，若该当前产能值大于给定的纵向任务节点需要满足的产品需求
量，则虚拟服务为可用虚拟服务。
4.根据权利要求3所述的基于Web服务的协同制造控制方法，其特征在

\t于，所述步骤3进一步包括如下步骤：
步骤31，基于所述多组串联服务组合生成具有预定种群规模的初始群体；
计算每一串联服务组合的评价值；预置多个代理；
步骤32，形成基于所述初始群体的解空间，每一个所述串联服务组合为一
个解，从所述解空间中随机抽取不同的解赋给各个代理；
步骤33，对于每一个代理，从解空间中随机抽取出预定数量、有别于该代
理内容的解；对该代理进行学习操作，以对该代理表示的解进行优化，并将获
取的优化解保存到解空间中；基于每一个解的评价值，从解空间中删除与代理
等数量的较差的解作为解空间的初始更新；
步骤34，根据每一串联服务组合的评价值，从解空间中提取前M个最优
解，形成信仰空间；对信仰空间中的每一串联服务组合实施基于模仿学习的进
化操作；从信仰空间中原有的串联服务组合和进化后得到的串联服务组合中，
选取预定数目的最优串联服务组合作为对信仰空间的更新；M为给定的自然数；
步骤35，当信仰空间的解经过N代的积累后，用所述信仰空间的解替换所
述解空间内的较差的解；将信仰空间内的解随机地赋给每个代理；N为给定的
自然数；
步骤36，如果找到的最优解能够满足客户的QoS需求，即满足结束条件，
则输出信仰空间内的最优解；否则返回步骤33重新进行迭代。
5.根据权利要求4所述的基于Web服务的协同制造控制方法，其特征在
于，步骤33中的学习操作为：
顺序执行的模仿学习操作和基于变异的观察学习操作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于Web服务的协同制造控制方
法，其特征在于，
所述步骤31中，所述每一串联服务组合评价值依据可用候选服务和/或可
用虚拟服务服务质量属性值确定；
F(ESC)＝W1*f(ESS)+W2*f(ESP)+W3*f(ESV)
其中，W1,W2,W3表示用户对每一个服务质量的偏好，且W1+W2+W3＝1；F(ESC)
表示串联服务组合的评价值，f(ESS)表示串联服务组合的服务维质量评价...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛霄，刘志中，王淑芳，晁浩，王俊峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：