[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)系數(shù)遺傳算法的云制造服務(wù)資源匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710916991.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107679750B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明;李春泉;尚玉玲;李彩林;黨選舉;李曉冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/04;H04L29/08;G06N3/00;G06N3/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發(fā)明公開(kāi)一種基于自適應(yīng)系數(shù)遺傳算法的云制造服務(wù)資源匹配方法，通過(guò)計(jì)算種群中每個(gè)個(gè)體目標(biāo)函數(shù)的值并判斷容量限定，舍棄不滿足容量要求的個(gè)體，計(jì)算自適應(yīng)系數(shù)進(jìn)而計(jì)算本輪迭代的選擇概率，交叉概率和變異概率，并根據(jù)前述概率進(jìn)行遺傳進(jìn)化，生成新的種群，為種群補(bǔ)充新的個(gè)體。本發(fā)明根據(jù)云制造用戶的任務(wù)需求求解與之匹配的最佳資源服務(wù)組合，保證全部任務(wù)的成本與時(shí)間乘積之和最低，并滿足資源服務(wù)的容量限制，避免出現(xiàn)排隊(duì)等候的情況；改進(jìn)的遺傳算法具有較強(qiáng)的魯棒性、收斂速度快以及能夠避免陷入局部最優(yōu)的優(yōu)點(diǎn)，不僅顯著提高了種群的多樣性，提高了資源匹配的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及云制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自適應(yīng)系數(shù)遺傳算法的云制造服務(wù)資源匹配方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)制造網(wǎng)格、敏捷制造等網(wǎng)絡(luò)制造模式，存在技術(shù)和模式瓶頸，無(wú)法大規(guī)模推廣。為此，結(jié)合現(xiàn)有先進(jìn)制造模式和技術(shù)以及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化、面向服務(wù)技術(shù)等新技術(shù)，誕生了云制造的概念。

云制造是采取當(dāng)代信息技術(shù)前沿理念(特別是云計(jì)算)，把“軟件即服務(wù)”的理念拓展至“制造即服務(wù)”，將成為我國(guó)工業(yè)4.0的一種重要模式。因云制造系統(tǒng)中云服務(wù)的多樣性、復(fù)雜性、規(guī)模性等特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)制造資源匹配方法不能直接用于云制造服務(wù)匹配的實(shí)現(xiàn)。

云制造服務(wù)資源匹配作為云制造任務(wù)分配的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)云制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此研究云制造服務(wù)資源的匹配方法對(duì)云制造的實(shí)施和開(kāi)展具有重要作用。云制造服務(wù)資源可完成一定數(shù)量的制造加工工序，而用戶的加工制造任務(wù)包含一組加工工序需求，二者無(wú)法一一對(duì)應(yīng)，單一用戶的加工任務(wù)由多個(gè)服務(wù)資源完成不可避免。因此，為加工任務(wù)求解最佳的服務(wù)資源組合是服務(wù)資源匹配的核心問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于自適應(yīng)系數(shù)遺傳算法的云制造服務(wù)資源匹配方法，其具有較強(qiáng)的魯棒性，并能提高全局搜索能力。

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

一種基于自適應(yīng)系數(shù)遺傳算法的云制造服務(wù)資源匹配方法，具體包括步驟如下：

步驟1，設(shè)定遺傳算法的參數(shù)即設(shè)定初始的選擇概率Ps、初始的交叉概率Pc、初始的變異概率Pm、種群規(guī)模G和最大遺傳代數(shù)I；并給定初始化種群；

步驟2，根據(jù)下式對(duì)種群中每個(gè)個(gè)體的容量限定C進(jìn)行真假判斷，并將容量限定C為假False的個(gè)體刪除；

式中，為分配到服務(wù)資源工序j的加工任務(wù)數(shù)量，C^j為服務(wù)資源工序j的容量限定，i為加工任務(wù)序號(hào)，M為加工任務(wù)總數(shù)；

步驟3，根據(jù)下式計(jì)算種群中每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度函數(shù)F；

式中，Mc_i為任務(wù)i的加工費(fèi)用，Tc_i為任務(wù)i的加工耗時(shí)，M為任務(wù)總數(shù)，k為歸一化系數(shù)；

步驟4、找出種群中容量限定C為真True的最大適應(yīng)度函數(shù)F_max和最小適應(yīng)度函數(shù)F_min及其對(duì)應(yīng)的個(gè)體，并根據(jù)下式計(jì)算自適應(yīng)系數(shù)Ac；

式中，F(xiàn)_max為最大適應(yīng)度函數(shù)，F(xiàn)_min為最小適應(yīng)度函數(shù)；

步驟5、利用自適應(yīng)系數(shù)Ac計(jì)算本輪迭代對(duì)應(yīng)的選擇概率Ps'、本輪迭代對(duì)應(yīng)的交叉概率Pc'和本輪迭代對(duì)應(yīng)的變異概率Pm'；其中

Ps'＝Ps*Ac

Pc'＝Pc*Ac

Pm'＝Pm*Ac