[發明專利]一種基于博弈論的云制造多任務調度優化方法

有效

• 申請號: 201910933511.1
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110751293B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張帥;肖久紅;張文宇;朱長泰;何方
• 申請（專利權）人: 浙江財經大學
• 主分類號: G06N20/00
• 分類號: G06N20/00;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種基于博弈論的云制造多任務調度優化方法，應用于云制造環境下多個任務和多個服務之間的調度，各任務包括多個子任務，其特征在于，所述基于博弈論的云制造多任務調度優化方法，包括：

步驟1：結合博弈論建立基于時間、成本和可靠性的CMMS博弈模型，包括：

以時間、成本和可靠性作為參與者收益的標準，建立參與者T_i的收益U_i作為CMMS博弈模型，所述收益U_i如下：

式中，參與者T_i即第i個任務，為偏好權重，且TCT_i表示完成第i個任務的總時間，TC_i表示完成第i個任務的總成本，TR_i表示完成第i個任務的總可靠性；

步驟2：采用BBO算法求解所述CMMS博弈模型，包括：

步驟2.1：初始化獲得CMMS博弈模型的解，即棲息地，并采用矩陣表示各棲息地，并且每一個棲息地用一個矩陣表示；

步驟2.2：采用基于納什均衡的適應度函數計算各棲息地的棲息適宜性指數，根據所述棲息適宜性指數確定初始的最優解；其中，所述適應度函數為：

式中，表示棲息適宜性指數，I表示任務的總個數，表示第i個任務在第v個棲息地的收益值，表示第i個任務的完美收益值；

步驟2.3：計算種群的遷入率和遷出率，根據所述遷入率和遷出率選擇棲息地執行遷移操作，更新最優解；

步驟2.4：計算種群的變異率，根據所述變異率選取相應的棲息地進行變異操作，更新最優解；

步驟2.5：采用精英替換策略更新種群；

步驟2.6：判斷是否達到預設的迭代次數，若達到迭代次數，則輸出最優解，即最優的調度方案；否則進入步驟2.3繼續迭代。

2.如權利要求1所述的基于博弈論的云制造多任務調度優化方法，其特征在于，所述總時間包括服務時間、物流時間和等待時間，即：

式中，J_i表示T_i包括的子任務總個數，E表示服務供應商的總個數，K_e表示第e個服務供應商提供的服務總個數，表示布爾變量，表示s_ke完成t_ji所需的服務時間，表示s_ke完成t_ji所需的物流時間，表示s_ke被占用導致t_ji所需的等待時間，s_ke表示第e個服務供應商的第k個服務，t_ji表示第i個任務的第j個子任務；

所述總成本包括服務成本和物流成本，即：

式中，SC_ke表示s_ke每單位時間的服務成本，LC_ke表示s_ke每單位時間的物流成本；

所述總可靠性的計算公式為：

式中，表示s_ke完成t_ji的可靠性。

3.如權利要求1所述的基于博弈論的云制造多任務調度優化方法，其特征在于，所述采用矩陣表示各棲息地，包括：

每個棲息地由一個3行n列的矩陣表示，矩陣中的第一行用于表示任務編碼，第一行中的元素值為1至I之間的整數，I表示任務的總個數，同一元素值出現的次數表示子任務的編碼；矩陣中的第二行用于表示完成子任務的服務的編碼，第二行中的元素值為1至K，K表示所有服務供應商中每個服務供應商提供的服務總個數的最大值；矩陣中的第三行用于表示提供服務的服務供應商的編碼，第三行中的元素值為1至E，E表示服務供應商的總個數；

n為各棲息地中所有任務包括的子任務的總個數，矩陣的每一列表示一個子任務的調度情況。