[發(fā)明專利]基于工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010787260.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN114064261A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏長(zhǎng)清;金曦;宋純賀;萬廣喜;許馳;曾鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;G06N3/04
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發(fā)明屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體說是一種基于工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法及裝置。包括：獲取多維異構(gòu)資源信息與混合任務(wù)流信息；根據(jù)多維異構(gòu)資源，分析多維資源與邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時(shí)算力的關(guān)系；根據(jù)任務(wù)流信息，分析不同種類任務(wù)執(zhí)行所需算力；判斷任務(wù)算力需求與異構(gòu)邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時(shí)算力供給契合程度，實(shí)時(shí)算力供給是否滿足任務(wù)算力需求，對(duì)多維資源與邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時(shí)算力的關(guān)系進(jìn)行增量學(xué)習(xí)，不斷提高量化準(zhǔn)確度。本發(fā)明提高了工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)中零散異構(gòu)資源的整體利用率，降低了網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)載及私密數(shù)據(jù)交互，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化柔性生產(chǎn)起到支撐作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體說是一種基于工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法及裝置。

背景技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是全球工業(yè)系統(tǒng)與高級(jí)計(jì)算、分析、感應(yīng)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)連接融合的一種結(jié)果。通過在工業(yè)生產(chǎn)線附近部署邊緣計(jì)算設(shè)備，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的制造系統(tǒng)具有維度高、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)、工業(yè)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)配置嵌入等特性。

但邊緣計(jì)算設(shè)備受體積和功耗等制約，計(jì)算能力有限，同時(shí)大量邊緣計(jì)算設(shè)備結(jié)構(gòu)異構(gòu)、系統(tǒng)異構(gòu)，且計(jì)算能力受多維資源約束，設(shè)備算力無法有效利用。因此，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化定制柔性生產(chǎn)，目前邊緣計(jì)算設(shè)備采用軟硬件緊耦合的方式，通過增加邊緣計(jì)算設(shè)備的數(shù)量提高邊緣側(cè)計(jì)算能力。這種系統(tǒng)配置方法雖然可以提供更多算力，但極大的增加了生產(chǎn)成本，并且受到生產(chǎn)環(huán)境制約，不具備普適性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，該方法提高了邊緣計(jì)算設(shè)備計(jì)算資源利用率。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

基于工業(yè)邊緣計(jì)算系統(tǒng)的多維異構(gòu)資源量化方法，包括以下步驟：

獲取多維異構(gòu)資源信息與混合任務(wù)流信息；

根據(jù)多維異構(gòu)資源信息，驗(yàn)證多維異構(gòu)資源與工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時(shí)算力的關(guān)系；

根據(jù)混合任務(wù)流信息，計(jì)算不同種類任務(wù)執(zhí)行所需算力；

判斷實(shí)時(shí)算力供給是否滿足當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行所需算力，如果是，則將該工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備加入任務(wù)備選卸載設(shè)備序列，最終將任務(wù)分配到所有任務(wù)節(jié)點(diǎn)中契合度最高的邊緣計(jì)算設(shè)備中；如果否，繼續(xù)尋找滿足當(dāng)前任務(wù)算力需求的工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備，當(dāng)全部工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備均不滿足當(dāng)前任務(wù)算力需求時(shí)，將所有不滿足算力需求的任務(wù)上傳云端。

在將任務(wù)分配至契合度最高的邊緣計(jì)算設(shè)備后，根據(jù)任務(wù)實(shí)時(shí)執(zhí)行情況，對(duì)多維資源與工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時(shí)算力的關(guān)系進(jìn)行增量學(xué)習(xí)。

所述獲取多維異構(gòu)資源信息與混合任務(wù)流信息具體為：

通過監(jiān)聽各類任務(wù)在邊緣計(jì)算設(shè)備中的資源使用情況和執(zhí)行時(shí)間開銷獲取多維異構(gòu)資源信息；

通過讀取云端任務(wù)屬性獲取混合任務(wù)流信息。

所述根據(jù)多維異構(gòu)資源信息，驗(yàn)證多維異構(gòu)資源與工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)時(shí)算力的關(guān)系，具體為：

驗(yàn)證工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備在各任務(wù)類型下的主計(jì)算資源算力上限；

驗(yàn)證影響工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備計(jì)算能力的多維資源約束；

協(xié)同考慮工業(yè)邊緣計(jì)算設(shè)備主計(jì)算資源算力與多維資源約束，建立考慮環(huán)境信息的實(shí)時(shí)算力與各資源的函數(shù)關(guān)系：