当今制造业正面临新的困境:一方面是粗放型的发展模式逐渐失去竞争力,另一方面是信息技术的发展带来的变革使得传统制造企业难以适应互联网环境下的消费特点。在这种背景下,以服务化、网络化为核心的云制造模式的出现给制造业转型升级提供了新的途径。目前学术界已经对资源匹配、服务优化、信用评估、资源调度等云制造相关技术进行了大量研究,但是对于内部关系、平衡性、稳定性等与云制造系统动力学相关的问题缺少足够的关注。为分析云制造系统健康发展的关键影响因素,探索系统的演变规律,本文从系统均衡入手,从三个层次研究了中小企业云制造系统的动力学行为:一是从个体视角研究了个体生态位演化均衡;二是从交易关系视角研究了服务价格均衡;三是从全局视角分析了云制造系统的静态和动态均衡。本文的详细工作如下:(1)提出了云制造系统内个体生态位的概念及演化模型。针对目前缺少从生态学角度对云环境中的个体进行有效描述的理论模型的问题,借鉴研究自然生态系统的理论和方法,给出了个体生态位的定义,提出了生态位宽度与重叠度两个指标的度量方法。然后在考虑个体间竞争合作关系的基础上参考Lotka-Volterra模型提出了个体生态位的演化模型,为研究云制造系统中的个体状态、相互关系及生态位演化过程提供了理论支持。通过分析生态位的演化均衡特征及演化规律发现,个体生态位宽度在演变过程中既可能增大也可能减小,合作和适度的竞争对个体拓宽生态位有促进作用。(2)提出了云制造系统中的价格竞争模型。针对服务需求者的讨价还价行为及多因素对价格的联合影响在定价研究中考虑不足的问题,根据云制造系统的交易特点,基于不完全信息讨价还价模型分析了broker agent(BA)与服务需求方(SD)之间的多阶段议价过程,利用Stackelberg模型建立了不同权力结构下多个服务提供者(SP)与BA之间的定价博弈模型,并将讨价还价的结果引入其中,分析了均衡价格。为分析多种因素共同作用下的定价过程,考虑了需求形式、SD群体结构和讨价还价权力对定价的联合影响,建立了不同需求函数下的两阶段定价模型,分析了均衡的存在性及唯一性,利用数值方法研究了不同因素对均衡价格的联合影响。研究发现,无论是BA还是SP,在充当领导者时的定价都高于充当跟随者时的定价;当价格接受者的比例上升时,最优批发价、BA的最优报价及保留价在线性需求下都上升而在弹性常量需求下都下降;当讨价还价者的权力上升时,BA的最优保留价无论在哪种需求下都会上升,而BA的最优报价只在两种情境下上升:线性需求包含较大的价格灵敏度及弹性常量需求包含较小的价格弹性指数。研究成果为云制造系统的价格优化提供了理论支撑。(3)提出了云制造系统的均衡研究体系。针对现有文献对云制造系统的整体均衡尤其是演化均衡缺乏研究的问题,分别从静态和动态角度进行了研究。从静态角度,基于超网络理论将SP、BA及SD之间的关系用多层网络表示出来,基于变分不等式理论建立了个体的效用决策模型,给出了云制造超网络的静态均衡条件,并借助于数值方法分析了风险态度和成本不确定性对均衡的影响;从动态角度,基于复杂网络理论建立了云制造系统的演化模型,定义了演化规则和均衡判据,利用仿真分析了系统的演化均衡及其影响因素。结果表明:SP的态度越趋于保守,其提供的服务数量愈少;BA的成本不确定性增大将导致均衡价格升高;随着价格接受者比例和讨价还价者权力的上升,均衡状态下系统的平均成功率和节点的平均度都下降,而个体的平均生态位宽度及重叠度都增加。研究成果为从系统层面分析云服务系统的平衡性及稳定性提供了方法。(4)基于实际数据开展了验证研究。为验证本文方法及结论的合理性,开展了实证研究。从八戒智造平台搜集了部分交易数据,计算了系统中个体生态位宽度和重叠度,研究了典型个体生态位的演化过程,验证了个体生态位理论的可行性;根据实际数据对定价过程进行了仿真研究,验证了定价理论的合理性;利用样本数据建立了交易网络,计算了网络特征参数,调查了风险态度及价格接受者比例对均衡的影响,验证了云制造均系统衡理论的合理性。本文从个体发展、个体关系及系统演变三个角度对云制造系统的均衡进行了研究,研究成果可以为云制造平台的建立和运营提供指导,具有较强的理论和实用价值。