[发明专利]一种基于质量感知的多目标云制造服务组合优化方法

权利要求书

1.一种基于质量感知的多目标云制造服务组合优化方法，其特征是应用于一个汽车厂商针对整车的n个零部件从生产汽车的m×n个零部件供应商中进行选择的场景中，令整车的零部件集合记为C＝{C₁,C₂,…,C_i,…,C_n}，C_i表示汽车的第i个零部件，1≤i≤n；令第i个零部件C_i的供应商集合记为表示第i个零部件C_i的第j个供应商，1≤j≤m；所述多目标云制造服务组合优化方法是按如下步骤进行：

步骤1、利用式(1)-式(5)构建云制造服务组合优化模型：

式(1)-式(5)中，表示汽车厂商从第i个零部件C_i的供应商集合PS_i中选择第j_i个供应商，1≤j_i≤m；T(·)、CS(·)分别表示供应商生产零部件所需的时间函数和成本函数；RB(·)、AB(·)、RP(·)分别表示供应商的可靠性函数、可用性函数、信誉度水平函数；

步骤2.1、令种群规模为N、邻居向量个数为H、初始交配选择的概率为Q、交配选择的概率最小值为Δ₁，交配选择的概率最大值为Δ₂、交配选择概率Q的更新次数为t、间隔代数为L、个体变异概率为P、归档种群为EP、当前迭代次数为IT，最大迭代次数为ITmax；令近邻交配产生的个体数为r₁和远邻交配产生的个体数为r₂；

步骤2.2、令汽车厂商随机选择的第e个供应商选择方案记为其中，表示汽车厂商在第e个供应商选择方案中从供应商集合PS_i中选择第j_i个供应商，并将第e个供应商选择方案X_e作为一个个体，将作为个体的染色体，从而生成N个个体组成的初始第一种群P₁；

步骤2.3、利用式(6)计算第i个零部件C_i的供应商与最佳供应商之间的差距

式(6)中，表示供应商与最佳供应商之间的时间差距，T_min(PS_i)表示供应商集合PS_i生产第i个零部件C_i所用的最小时间；表示第j_i个供应商生产第i个零部件C的所用的时间，表示供应商与最佳供应商之间的成本差距，CS_min(PS_i)表示供应商集合PS_i中生产第i个零部件C_i所需的最小成本；表示第j_i个供应商生产第i个零部件C_i所需的成本，表示供应商与最佳供应商之间的可靠性差距，RB^max(PS_i)表示供应商集合PS_i中零件供应商的最高可靠性；表示生产第i个零部件C的第j_i个供应商的可靠性；表示供应商与最佳供应商之间的可用性差距，AB^max(PS_i)表示供应商集合PS_i中零件供应商的最高可用性；表示生产第i个零部件C的第j_i个供应商的可用性；表示供应商与最佳供应商之间的信誉度水平差距，RP^max(PS_i)表示供应商集合PS_i中零件供应商的最高信誉度；表示生产第i个零部件C的第j_i个供应商的信誉度；

步骤2.4、根据差距对第i个零部件C_i的供应商集合PS_i进行升序排序，得到排序后的供应商集合PS′_i；

步骤2.5、对于初始第一种群P₁中的每个个体，根据个体的染色体在排序后的供应商集合PS′_i中的位置，选择镜像位置上的染色体进行替换，从而得到新的个体，并组成初始第二种群P₂；

步骤2.6、合并初始第一种群P₁和初始第二种群P₂，并根据切比雪夫法则对合并后的种群中的个体依次进行比较，并保留一半较优的个体，从而得到进化种群P；

根据帕累托最优原则将进化种群P中的非支配个体加入归档种群EP；

步骤3、在目标空间中生成均匀的参考向量，将进化种群P中的每个个体分别与参考向量一一对应；

步骤4、根据每个参考向量与其他参考向量的欧式距离，确定每个参考向量的H个近邻参考向量和H个远邻参考向量；

步骤5.0、初始化IT＝1；

步骤5.1、在第IT次迭代次数下，初始化t＝0；r₁＝r₂＝0；

步骤5.2、对于进化种群P中的每个个体，均生成一个随机数，并判断当前的随机数是否大于概率Q，若是，则令r₂+1赋值给r₂后，从当前个体的H个远邻向量中随机选择两个向量，并将两个向量所对应的个体记为x₁、x₂，并执行步骤5.4；否则，令r₁+1赋值给r₁后，转到步骤5.3；

步骤5.3、先确定当前个体的H个近邻参考向量所对应的个体中非支配个体的个数u，如果u2，则随机两个非支配个体记为x₁、x₂，否则从当前个体的H个近邻参考向量所对应的个体中随机选择两个个体记为x₁、x₂；

步骤5.4、将两个个体x₁、x₂进行交叉和变异操作，得到新的两个个体y₁、y₂；

步骤5.5、将新的两个个体y₁、y₂加入进化种群P中，并依据帕累托最优原则对进化种群P进行更新，删除两个支配个体，从而保持群规模不变；

步骤5.6、将进化种群P中的非支配个体加入到归档种群EP，从而更新归档种群EP；

步骤5.7、将IT+1赋值给IT，t+1赋值给t后，如果ITIT_max，则将归档种群EP中的每个个体作为优化后的零部件供应商选择方案并推荐给用户，否则转到步骤5.8；

步骤5.8、如果tL，则转到步骤5.9；否则，转到步骤5.2；

步骤5.9、利用式(7)计算新的交配选择概率Q′：

步骤5.10、如果Δ₁≤Q′≤Δ₂，则令Q′赋值给Q，转到步骤5.1，否则，转到步骤5.11；

步骤5.11、如果0≤Q′≤Δ₁，则令Q＝Δ₂后，转到步骤5.1，否则，令Q＝Δ₁后，转到步骤5.1。