[發明專利]基于需求預測進行前瞻式云制造服務租賃配置的方法

有效

• 申請號: 201911030698.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110866591B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 方水良;陳晟愷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08;G06Q30/02;G06Q30/06;G06Q50/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種基于需求預測進行前瞻式云制造服務租賃配置的方法，發明的創新內容包括：1)形式化構建制造服務與制造任務的模型及其云服務模式；2)提出用戶任務訂單的解析方法，基于任務特性進行分類；3)基于實際訂單需求以及虛擬預測訂單需求，由設定的訂單數閾值觸發在線調度；4)基于LSTM模型預測短期虛擬訂單需求，與實際訂單合并進行優化調度；5)設計相應優化調度引擎，確定調度窗口的虛實訂單任務的資源服務優化租賃配置。該發明的具體效果包括用戶訂單需求響應快、企業決策時間短、云平臺服務匹配及其租賃的綜合質量高。

技術領域

本發明涉及一種云制造服務租賃方法，尤其涉及一種結合LSTM(Long Short TermMemory，長短期記憶)模型進行需求預測來安排制造任務的調度，從而進一步配置云制造服務租賃的方法。

背景技術

作為面向制造服務的一種先進制造模式，云制造基于信息技術、物聯網、虛擬化、云計算等技術，實現制造資源的虛擬化及服務化。服務需求方可以隨時按需申請使用云端化的制造服務，并將其需求描述成制造任務發布于平臺；服務提供商通過平臺提供的虛擬化封裝技術，以服務的形式共享其制造資源和制造能力。

隨著云制造需求的復雜性增加，簡單的制造服務配置租賃已無法滿足客戶的工期、質量、成本等方面的要求，云平臺需要通過先進的服務租賃配置方法來更好地滿足大量用戶的需求。

云制造平臺上匯集了分散的制造服務，需求用戶需要通過相關模塊，以租賃的方式來使用相應的服務。在云制造環境中，制造服務的租賃配置是指，將制造任務需求映射到相應的制造服務上進行處理的過程。制造任務的處理需要在具體的服務資源上占用一定容量及時間，而不同制造服務提供商的服務資源容量及其租用狀態各異，會導致其能夠承擔的制造任務的容量不同。因此，云平臺需要動態優化安排租賃服務以滿足眾多制造任務需求。合理的服務租賃配置既要滿足需求方的最小化租賃成本、最大化服務使用效用、最小化任務延期值等要求，又要兼顧服務可用容量的不確定性。

發明內容

云平臺上合理租賃服務問題的本質是多組并行資源綜合優化調度問題，一般可以采用基于工作量的分析方法，以服務效用、服務質量、服務成本等為目標，建立相應的優化模型進行求解，然后根據結果把各任務優化排到相應的資源點。該方法有較高的實時性需求，其求解依賴能夠快速響應的求解算法，比如基于改進學習速率的調度結果預測方法。針對單個客戶，不定期產生需求是云平臺制造任務到達的一種模式，比如周期性的訂貨計劃等。在制造服務可用容量的約束下，這是一個拓展的資源約束調度問題。然而，在云制造環境下，眾多客戶不同任務需求的不確定性及其任務結構多樣性增加了這個問題的決策難度，傳統的全局優化模型及相應算法已經不再適用。

本發明的目的是提供高效快捷的云制造服務租賃配置，以提高資源利用率的同時，提升用戶的滿意程度。然而，目前云制造服務尚無較滿意的服務模型以及相應的使用模式，難以進行應用并驗證其效果。

通過云制造平臺來確定訂單的服務租賃配置要面臨以下4方面的技術問題：

1)云制造服務模式建模，包括制造任務與制造資源的表達、服務租賃配置；

2)服務租賃配置決策器的觸發方法；

3)輔助租賃決策的需求預測模型的訓練方法；

4)在線進行任務調度的方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種基于需求預測進行前瞻式云制造服務租賃配置的方法，該方法包括如下步驟：

(1)構建制造服務與制造任務的模型；