本發(fā)明涉及云計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及云制造資源動態(tài)配置領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

云制造是一種利用網(wǎng)絡(luò)和云制造服務(wù)平臺，按用戶需求在網(wǎng)上制造資源，為用戶提供各類按需制造的一種網(wǎng)絡(luò)化制造新模式，在云制造模式下，云提供端(云制造服務(wù)提供者)在云制造服務(wù)平臺上提供制造資源及能力服務(wù)，云請求端提出服務(wù)請求，云制造服務(wù)平臺負(fù)責(zé)根據(jù)要求將其服務(wù)請求分配給合適的云制造服務(wù)提供者。云制造模式的應(yīng)用，為制造企業(yè)拓展了生產(chǎn)能力，拓寬了生產(chǎn)的范圍，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提髙企業(yè)核心市場競爭力，并最終實(shí)現(xiàn)多方共贏。

在一個云制造服務(wù)平臺上有若干個企業(yè)參與制造資源的交易,其中資源需求方為n個，提供方為N個，提供方與需求方的資源能力互相匹配，云制造服務(wù)平臺將對其資源能力進(jìn)行集中分配，從而得到使得整個云服務(wù)系統(tǒng)總利潤最大化的最優(yōu)戰(zhàn)略。通過云制造服務(wù)平臺的資源交易，企業(yè)可以短時內(nèi)獲取制造所需的制造資源及能力，快速響應(yīng)多變的市場需求，充分發(fā)揮各企業(yè)空閑資源的可利用率，從而為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。同時，企業(yè)所需的資源能力也可以由企業(yè)自己提供，這部分資源與通過云制造服務(wù)平臺獲取的資源一起，構(gòu)成了企業(yè)在某一時刻所擁有的資源量，企業(yè)通過應(yīng)用這些資源能力獲取收益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出了一種云制造中服務(wù)資源動態(tài)配置算法。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

通過對云制造模式下資源額優(yōu)化配置進(jìn)行研究，考慮平臺上資源能力的產(chǎn)權(quán)關(guān)系，建立一個最優(yōu)資源配置的動態(tài)模型，由此來安排資源配置，并設(shè)計(jì)了求解資源配置函數(shù)的求解方法，達(dá)到云制造服務(wù)平臺整體收益最大化的目的。具體的實(shí)施步驟如下：

步驟1：云制造模式下服務(wù)資源成本定義。

步驟2：云制造模式下服務(wù)收益函數(shù)定義。

步驟3：資源動態(tài)配置模型建立。

步驟4：模型求解算法。

本發(fā)明的有益效果是：

1、實(shí)現(xiàn)了云平臺上資源配置的動態(tài)平衡調(diào)度，達(dá)到整體利益最大化；

2、避免了個別資源供應(yīng)商追求自己的利益而損傷總體利益的行為；

3、也對提供相同服務(wù)類型的供應(yīng)商進(jìn)行合理的資源配置，防止配置不公平導(dǎo)致的平臺利益受損。

具體實(shí)施方式

步驟1：云制造模式下服務(wù)資源成本定義

企業(yè)所獲取服務(wù)資源的途徑包括企業(yè)自有及通過通過云制造平臺交易獲取；若某一時刻，企業(yè)只通過云制造服務(wù)平臺的服務(wù)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(yè)的資源能力自增長系數(shù)為零；資源需求方與服務(wù)提供者在云制造模式下的成本都隨著交易服務(wù)資源的量遞增而遞增，設(shè)交易資源總量為Q，那么全部資源需求方總成本函數(shù)(C_D)定義為：

資源服務(wù)商的總成本函數(shù)(C_S)為：

其中，c_i∈{1，2，...，n}、p_j∈{n+1，n+2，...，N}分別表示需求方和供應(yīng)方在云制造模式下的成本系數(shù)。

步驟2：云制造模式下服務(wù)收益函數(shù)定義

云制造平臺上參與資源供應(yīng)的企業(yè)數(shù)量會對自身資源交易的質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而影響效益，若是效益受影響，則可能會退出平臺，因此企業(yè)收益受兩種因素影響，一是自身收益情況，二是平臺上所有參與企業(yè)的收益；再笨方法中，將總收益進(jìn)行量綱化，然后定義為：

其中，s_i表示企業(yè)i將單位資源轉(zhuǎn)化為收益的能力系數(shù)，x_i表示企業(yè)i所擁有的制造資源總量，x_i＞0，為云平臺上其他企業(yè)對企業(yè)i的影響因素，其值可以為1。

步驟3：資源動態(tài)配置模型建立

在云制造中，資源配置是動態(tài)的，任意時間刻某企業(yè)的資源能力總量是變換的，能提供服務(wù)的資源也是變化的，由此建立資源需求方和資源提供方的制造資源能力為：

其中r_i表示企業(yè)i資源能力的衰減系數(shù)，R_j表示資源供方可提供的資源總能力，a_ij表示資源供方提供給需方的資源比例，有云平臺決策，構(gòu)成一個n*(N-n)的矩陣。

由于：

所以：

云制造平臺上所有用戶的總收益為W_i，那么在某個時間段T，所有用戶的總利潤為其中ρ為貼現(xiàn)率：

在進(jìn)行決策時候，以整個系統(tǒng)利潤最大作為決策目標(biāo)，也就是取有以上各式，將最終目標(biāo)決策函數(shù)定義為：

其中：0≤a_ij≤1

步驟4：模型求解算法

該模型是一個線性最優(yōu)控制模型，通過控制a_ij使得目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最大值；其求解過程為：

首先，引入λ_i、μ_j為協(xié)變量，構(gòu)造哈密頓函數(shù)：

由極大值原理可知：

解得λ_i、μ_j；并對λ_i、μ_j求一階導(dǎo)數(shù)，最后整理得到：

得到式(1)-(4)，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時候有各式值為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(yōu)的a_ij值a_ij^*為：