[發明專利]面向制造任務的云制造虛擬車間構造方法

有效

• 申請號: 202010814485.3
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111913456B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 趙秋云;魏樂;舒紅平
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了面向制造任務的云制造虛擬車間構造方法，方法包括：接受用戶的制造任務之后，根據制造知識庫中的制造知識將制造任務分解為若干個存在次序關系的子任務，這些子任務按照次序關系構成制造任務鏈；選擇邏輯根據每個子任務的信息，從服務資源池中選擇功能、價格、時間和QoS均滿足要求的云服務，這些云服務按照制造任務鏈組合，形成制造執行鏈，進而構造形成云制造虛擬車間。本方案在對云制造虛擬車間進行分析的基礎上，給出車間各組成要素的形式化定義，建立了云制造虛擬車間模型，快速選擇合適的云服務，基于模型構造出云制造虛擬車間。

技術領域

本發明涉及云制造技術領域，尤其涉及面向制造任務的云制造虛擬車間構造方法。

背景技術

云制造是一種利用網絡和云制造服務平臺，按用戶需求組織網上制造資源，為用戶提供各類按需制造服務的一種網絡化制造新模式。作為一種面向服務的制造模式，在云制造環境下，各類制造資源以制造云服務的形式存在于云制造服務平臺中，用戶可以利用這些制造云服務，按需開展各項業務活動。與傳統制造企業開展業務的方式不同，以制造活動為例，傳統制造活動的開展是集中在物理上真實存在的車間進行的，但云制造環境下的制造活動開展是依靠地理位置分散的制造云服務進行的，這些制造云服務構成一個虛擬的云制造車間。車間是企業生產增值活動的場所，在企業生產活動中發揮著必不可少的作用，因此研究云制造環境下的虛擬車間構造具有重要的意義。

虛擬車間是伴隨虛擬制造技術而出現的一個感念，隨著敏捷制造、協同制造等模式的應用，其內涵也不斷豐富和發展。虛擬車間強調通過信息通信技術，將地域上分布的生產資源組織成超越空間約束、統一協作運行的、以生產為核心的實體，具有自虛擬性、動態性、自組織性和自適應性的特征。當前虛擬車間的研究主要集中在虛擬車間構造和虛擬車間調度兩方面，如三維仿真環境的構建、系統集成、可視化等。

總體來看，目前對云制造車間的研究集中在車間調度問題上，且這些車間調度的研究主要針對制造云服務提供者的物理車間，缺少云制造虛擬車間構造技術的相關研究。虛擬車間構造有兩個核心問題需要解決：1)明確云制造虛擬車間的內涵，建立云制造虛擬車間構造模型，實現車間人員-機器-物料-環境的融合；2)如何針對車間的制造任務，快速地選擇合適的云服務，構造虛擬車間，保證制造任務的執行。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供在對云制造虛擬車間進行分析的基礎上，給出車間各組成要素的形式化定義，建立了云制造虛擬車間模型，快速選擇合適的云服務；基于模型構造出云制造虛擬車間。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

面向制造任務的云制造虛擬車間構造方法，方法包括以下步驟:

步驟1：接收制造任務，根據制造知識庫中的制造知識將制造任務分解為若干個存在次序關系的子任務，這些子任務按照次序關系構成制造任務鏈MTC，從制造任務鏈MTC中的選擇一個未匹配云服務的子任務STask，進入步驟2；

步驟2：判斷子任務STask是否檢驗任務，若STask為檢驗任務，進入步驟3；否則執行制造設備云服務選擇算法，選擇合適的制造設備云服務，轉步驟4；

步驟3：執行檢驗云服務選擇算法，選擇合適的檢驗云服務，進入步驟4；

步驟4：判斷MTC中的所有子任務是否與云服務全部匹配，若是，則根據選中云服務的物理位置，按照帶權有向邊計算公式計算MTC各邊的權重Weight，云服務按照制造任務鏈MTC組合，得到制造執行鏈MEC，進入步驟5；若不是，從MTC中的選擇一個未匹配云服務的子任務STask，返回步驟2；

步驟5：根據MTC中云服務的物理位置，計算相關距離，構造MEC，對MEC中權值不為0的邊CSi,CSj,Weight，執行物流云服務選擇算法，為該邊選擇合適的物流云服務，重復本步驟，直到為所有權值不為0的邊均選擇合適的云服務為止。