一种新的社群化制造模式及其网络配置机理研究

Combined with the trend of the fusion of manufacturing with service and the development of socialized manufacturing industry cluster, a producer service outsourcing/crowdsourcing oriented manufacturing mode called Social Manufacturing is proposed. The main idea is to gather the distributed socialized manufacturing resources in a polymorphic self-organizing way driven by producer service outsourcing/crowdsourcing, forming various clusters as united entities respectively for distributed manufacturing services under certain mechanisms of profit coordination, bargaining and social interaction. Focusing on the configuration issues of service driven Social Manufacturing, some intensive studies will be conducted in this research on the analysis of the paradigm and service operation mechanism, the interaction in manufacturing service relationships, the organization of socialized manufacturing service resources, the performance evaluation and analysis of social manufacturing network as well as the decision making improvement of structure such as Manufacturing Community and Dynamic Cluster, and the use case analysis; By figuring out the three key scientific and technical difficulties including social manufacturing paradigm and value-added service analysis, socialized manufacturing resources polymorphic self-adaptive organization and resource selection based on the behavioral operation and benefit balance, the computational principle of information sharing and mining during social manufacturing service process, this research will meet the objective of the fusion of manufacturing and producer services.

本项目结合制造与服务融合、制造产业社会化集群发展的趋势，提出一种面向生产性服务外包/众包的社群化制造模式，其核心思想是通过生产性服务外包/众包驱动的多形态资源集群化自组织构形，将分散的社会化制造资源通过聚类的方式形成各类分布式群体，并在利益协调、议价以及商务社交机制下将群体化的制造资源作为运营主体用于分散的制造服务。据此以服务驱动的社群化制造的配置问题为研究对象，拟从生产模式与机理、制造服务交互关系、社会化制造资源的组织、社群化制造网络配置性能评估及其组织结构如制造社区和动态群等的改进决策、工程案例分析与验证等方面进行研究，通过解决社群化制造模式的机理性分析及服务增值规律、社会化制造资源的多形态自组织成因与基于行为运筹和利益均衡的资源选择决策、企业商务社交与制造服务交互过程中信息创成共享与分析融合的计算原理等三大技术难点与科学问题，以达到制造与生产性服务相融合的目标。

服务化与社会化集群是制造业发展与产业升级的必然趋势。本项目以商务社交关系和外包/众包关系为基础的海量社会化制造资源自组织聚类为突破口，提出了一种新的服务型制造模式——社群化制造，并依托深度学习、粒度计算和博弈论等技术解决了社群化制造网络的创成、性能评估与改进决策问题，揭示了社群化制造模式的配置机理。其中，在“社群化制造的模式、机理与服务增值分析”方面，提出了社群化制造模式的概念，分析了海量社会化制造资源的互联与自治聚类特征、行为运筹与协同社交动因、自组织结构与网络创成机理。在“多参与主体间的服务交互关系建模”方面，采用深度学习方法进行了社交关系挖掘与社交关系网络创成；构建了基于Stackelberg博弈的外包/众包关系决策模型，并采用了概率图模型进行“需求-能力”关系趋势预测。在“社会化制造资源的多形态自组织、社群化制造网络的创成与配置”方面，构建了基于Ontology的制造能力评估模型，并通过EAGLE算法进行多粒度自聚类创成了广义资源网络；采用粒度计算模型进行了外包/众包服务分解，并通过成长型分层自组织映射算法创成了资源自组织结构，形成了围绕某一产品的多形态社群化制造网络。在“社群化制造网络的配置性能评估、资源组织结构/关系配置的改进决策”方面，采用自组织重叠社区结构分析算法分析了社群化制造资源的自聚类过程，构建了基于K-团社区划分算法的社群化制造资源网络拓扑形态迭代模型；采用社会网络分析法综合评估了社群化制造网络的生成质量；在考虑不确定性与冲突的条件下，构建了社群化制造资源动态调度的全局消解策略及其性能综合评估模型；提出了社群化制造网络的弹性评估方法及其改善策略，实现了社群化制造网络的配置改善。在“社群化制造模式下的案例分析与验证”方面，根据社群化制造的理论研究成果，在实验室车间、烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司、海尔智能研究院等相关企业进行了社群化制造模式的部分案例示范，达到了理论研究和实践应用的双重目的。