云制造模式下基于多目标非合作博弈的服务租赁定价策略
发布时间：2021-01-29 13:18
传统的制造企业通过销售产品和一定的售后服务获得利润,而在云制造模式下,关注产品质量、延长使用寿命,将产品作为服务租赁给客户成为一种新的盈利模式。本文将云服务平台中的服务提供方和服务需求方作为博弈双方,从供需Stackelberg博弈角度,结合大数据分析预测产品剩余使用寿命（remaining useful life, RUL）,建立了云制造服务平台服务租赁的双层规划模型。双层规划问题是一类具有主从递阶结构的复杂决策问题,具有NPhard性。本文使用带精英策略的非支配排序遗传算法（nodominated sorting genetic algorithm II, NSGA-II,）对模型进行求解,并使用某刀具厂案例验证模型实用性和有效性。
【文章来源】：工业工程. 2020,23(01)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
云制造服务租赁模式
3)竞标赛选择法。从种群p2中每次随机选择两个个体，优先选择其中非支配排序等级小的个体，若排序等级相等，则选择其中拥挤度大的个体组成适合繁殖的父代种群fp。4)交叉、变异产生子代，并与3)中产生的父代合并形成新种群p3。
本文以该刀具厂的一个客户的一台机器作为实例研究。该机器共需要10把不同的刀具。按照刀具厂及客户实际资料设定云制造服务租赁定价双层规划模型相关参数的设置如表2所示。本文所研究刀具类型为超硬刀具，寿命均值为1 000 h，本文假设租用时长ti为0～1 000 h之间的随机数，因此，假设刀具的剩余寿命也为0～1 000之间的随机数。该刀具厂租用云平台和监控软件的固定成本c1为10 000元，随后每增加1个租赁设备，平台监测成本cm增加2 000元。大数据分析预测的准确率往往都在90%以上[21-23]，因此，假设Θi为0.9～1之间的随机数。根据式(11)使用NSGA-II算法求解。其中，初始种群数量为1500，最大迭代次数为100，交叉概率为0.9。本文列出非支配等级排序为1的前10个计算结果，如表3所示。算法运行结束后得到的Pareto最优解前沿面如图5所示，其中，横坐标f1代表上层目标函数值，纵坐标f2代表下层目标函数值，共有1 500个点，每个点代表1个个体的Pareto最优解。运行计算机配置为Intel Core i5-6 400 CPU@2.70 GHz,RAM 8 GB。根据1 500个个体的求解结果可知，10把刀具选择大部分或全部租赁的策略对双方是最有益的。并且，Pareto最优解分布较广，保证了最优解的多样性，为工厂和客户提供了丰富的选择。在非支配等级排序为1的第1个结果中，即表3第1行，10把刀具中9把选择租赁，此时，上层目标函数值即刀具厂的最大利润为86 949元，下层目标函数值即使用服务租赁给客户带来的效用为17 147 058元。可见，租赁策略对于服务提供和需求双方都带来一定的收益，且对于服务需求方来说，其因租赁产品获得的收益明显高于租赁产品付出的费用。综上，从数值分析可得，以服务提供方(刀具厂)和服务需求方(客户)的收益和效用最大作为目标函数，所求得的博弈双方Nash均衡策略为大部分或全部刀具都使用租赁的模式可使得双方效用函数最大，证明了本文所提出的云制造监控平台服务租赁模式的有效性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]竞争市场环境软件即服务提供商最优定价策略[J]. 贾坤澔,廖貅武,刘莹. 系统管理学报. 2019(02)
[2]云制造环境下基于贝叶斯网络的机床装备资源优化决策方法[J]. 龚小容,李孝斌,尹超. 中国机械工程. 2018(20)
[3]云制造联盟创新生态系统形成、模型构建及演化研究[J]. 王京,陈伟,高长元,白云. 科技进步与对策. 2018(19)
[4]面向云制造的多供应商协同生产任务分配优化[J]. 陈友玲,牛禹霏,刘舰,左丽丹,王龙. 计算机集成制造系统. 2019(07)
[5]发展云制造创新模式的影响及对策研究[J]. 杨欣,曾珍香,魏津瑜,李旭东. 科学管理研究. 2018(04)
[6]基于学习与协同效应的云制造任务动态双边匹模型[J]. 任磊,任明仑. 中国管理科学. 2018(07)
[7]再制造下租赁产品服务系统节约共享契约研究[J]. 刘宇熹,谢家平. 中国管理科学. 2016(03)
[8]基于回收再制造的耐用品租赁/销售双渠道模型[J]. 杨爱峰,王文婷,胡小建. 系统工程. 2016(01)
[9]云制造典型特征、关键技术与应用[J]. 李伯虎,张霖,任磊,柴旭东,陶飞,王勇智,尹超,黄培,赵欣培,周祖德. 计算机集成制造系统. 2012(07)
[10]云制造——面向服务的网络化制造新模式[J]. 李伯虎,张霖,王时龙,陶飞,曹军威,姜晓丹,宋晓,柴旭东. 计算机集成制造系统. 2010(01)
本文编号：3006951
【文章来源】：工业工程. 2020,23(01)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
云制造服务租赁模式
3)竞标赛选择法。从种群p2中每次随机选择两个个体，优先选择其中非支配排序等级小的个体，若排序等级相等，则选择其中拥挤度大的个体组成适合繁殖的父代种群fp。4)交叉、变异产生子代，并与3)中产生的父代合并形成新种群p3。
本文以该刀具厂的一个客户的一台机器作为实例研究。该机器共需要10把不同的刀具。按照刀具厂及客户实际资料设定云制造服务租赁定价双层规划模型相关参数的设置如表2所示。本文所研究刀具类型为超硬刀具，寿命均值为1 000 h，本文假设租用时长ti为0～1 000 h之间的随机数，因此，假设刀具的剩余寿命也为0～1 000之间的随机数。该刀具厂租用云平台和监控软件的固定成本c1为10 000元，随后每增加1个租赁设备，平台监测成本cm增加2 000元。大数据分析预测的准确率往往都在90%以上[21-23]，因此，假设Θi为0.9～1之间的随机数。根据式(11)使用NSGA-II算法求解。其中，初始种群数量为1500，最大迭代次数为100，交叉概率为0.9。本文列出非支配等级排序为1的前10个计算结果，如表3所示。算法运行结束后得到的Pareto最优解前沿面如图5所示，其中，横坐标f1代表上层目标函数值，纵坐标f2代表下层目标函数值，共有1 500个点，每个点代表1个个体的Pareto最优解。运行计算机配置为Intel Core i5-6 400 CPU@2.70 GHz,RAM 8 GB。根据1 500个个体的求解结果可知，10把刀具选择大部分或全部租赁的策略对双方是最有益的。并且，Pareto最优解分布较广，保证了最优解的多样性，为工厂和客户提供了丰富的选择。在非支配等级排序为1的第1个结果中，即表3第1行，10把刀具中9把选择租赁，此时，上层目标函数值即刀具厂的最大利润为86 949元，下层目标函数值即使用服务租赁给客户带来的效用为17 147 058元。可见，租赁策略对于服务提供和需求双方都带来一定的收益，且对于服务需求方来说，其因租赁产品获得的收益明显高于租赁产品付出的费用。综上，从数值分析可得，以服务提供方(刀具厂)和服务需求方(客户)的收益和效用最大作为目标函数，所求得的博弈双方Nash均衡策略为大部分或全部刀具都使用租赁的模式可使得双方效用函数最大，证明了本文所提出的云制造监控平台服务租赁模式的有效性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]竞争市场环境软件即服务提供商最优定价策略[J]. 贾坤澔,廖貅武,刘莹. 系统管理学报. 2019(02)
[2]云制造环境下基于贝叶斯网络的机床装备资源优化决策方法[J]. 龚小容,李孝斌,尹超. 中国机械工程. 2018(20)
[3]云制造联盟创新生态系统形成、模型构建及演化研究[J]. 王京,陈伟,高长元,白云. 科技进步与对策. 2018(19)
[4]面向云制造的多供应商协同生产任务分配优化[J]. 陈友玲,牛禹霏,刘舰,左丽丹,王龙. 计算机集成制造系统. 2019(07)
[5]发展云制造创新模式的影响及对策研究[J]. 杨欣,曾珍香,魏津瑜,李旭东. 科学管理研究. 2018(04)
[6]基于学习与协同效应的云制造任务动态双边匹模型[J]. 任磊,任明仑. 中国管理科学. 2018(07)
[7]再制造下租赁产品服务系统节约共享契约研究[J]. 刘宇熹,谢家平. 中国管理科学. 2016(03)
[8]基于回收再制造的耐用品租赁/销售双渠道模型[J]. 杨爱峰,王文婷,胡小建. 系统工程. 2016(01)
[9]云制造典型特征、关键技术与应用[J]. 李伯虎,张霖,任磊,柴旭东,陶飞,王勇智,尹超,黄培,赵欣培,周祖德. 计算机集成制造系统. 2012(07)
[10]云制造——面向服务的网络化制造新模式[J]. 李伯虎,张霖,王时龙,陶飞,曹军威,姜晓丹,宋晓,柴旭东. 计算机集成制造系统. 2010(01)
本文编号：3006951
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