[發(fā)明專利]一種基于供需關(guān)系的制造服務(wù)自適應(yīng)調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110535529.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN113240287B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程穎;任嘉偉;陶飛;張永平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/04;G06Q10/04;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 張乾楨;江亞平

本發(fā)明涉及一種基于供需關(guān)系的制造服務(wù)自適應(yīng)調(diào)度方法，包括以下步驟：1.解析制造服務(wù)供需關(guān)系，并基于供需關(guān)系構(gòu)建制造服務(wù)調(diào)度問題模型；2.對(duì)系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)及余度進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估；3.根據(jù)供需波動(dòng)對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)度情境進(jìn)行識(shí)別；4.面向不同的調(diào)度情境，制定自適應(yīng)規(guī)則并進(jìn)行匹配；5.初次調(diào)度時(shí)生成制造服務(wù)自適應(yīng)調(diào)度方案，之后每當(dāng)調(diào)度情境變化時(shí)更新方案。本發(fā)明能夠有效反映基于供需關(guān)系的制造服務(wù)調(diào)度系統(tǒng)狀態(tài)，并能保證調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度方案能夠始終適應(yīng)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)任務(wù)的高效分配以及調(diào)度系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于面向服務(wù)的制造系統(tǒng)中制造服務(wù)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于供需關(guān)系的制造服務(wù)自適應(yīng)調(diào)度方法。

背景技術(shù)

在制造服務(wù)系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度過程中，其要素對(duì)象可以被分為三類：調(diào)度任務(wù)需求，調(diào)度服務(wù)資源以及調(diào)度環(huán)境。其中，調(diào)度任務(wù)需求一般指制造服務(wù)及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的需求，包括車間物料配送過程、建筑項(xiàng)目的各個(gè)階段、計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行等。每個(gè)任務(wù)都包含各種屬性，包括且不限于優(yōu)先級(jí)水平、時(shí)間限制、完成質(zhì)量情況等。調(diào)度服務(wù)資源一般指制造資源或制造能力通過制造服務(wù)系統(tǒng)感知接入、虛擬化、服務(wù)化封裝等處理后得到的資源，包括但不限于車間的物料、機(jī)器、項(xiàng)目參與人員、計(jì)算機(jī)處理器等。任務(wù)需求與服務(wù)資源共同處于特定的調(diào)度環(huán)境下，并且受到環(huán)境的約束與影響，通過優(yōu)化求解的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化。

傳統(tǒng)調(diào)度方法主要可以分為靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度兩類，這兩種方法均基于調(diào)度環(huán)境不變這一假設(shè)。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于外部環(huán)境的不斷改變調(diào)度環(huán)境也會(huì)隨之改變，傳統(tǒng)調(diào)度方法的適應(yīng)性不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為：提供一種基于供需關(guān)系的制造服務(wù)自適應(yīng)調(diào)度方法，自適應(yīng)調(diào)度方法通常指在動(dòng)態(tài)調(diào)度的過程中，考慮調(diào)度環(huán)境的因素，根據(jù)不同的調(diào)度環(huán)境選取不同的調(diào)度方法或調(diào)度規(guī)則，以使調(diào)度過程更加適應(yīng)環(huán)境的變化，得到更符合實(shí)際的優(yōu)化調(diào)度方案。該方法包括解析制造服務(wù)系統(tǒng)供需關(guān)系、構(gòu)建基于供需關(guān)系的調(diào)度問題模型、基于供需關(guān)系評(píng)估系統(tǒng)狀態(tài)、基于系統(tǒng)狀態(tài)制定自適應(yīng)調(diào)度規(guī)則以及調(diào)度方案的生成與執(zhí)行5個(gè)步驟。本發(fā)明能夠有效反映基于供需關(guān)系的制造服務(wù)調(diào)度系統(tǒng)狀態(tài)，并能保證調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度方案能夠始終適應(yīng)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)任務(wù)的高效分配以及調(diào)度系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于供需關(guān)系的制造服務(wù)自適應(yīng)調(diào)度方法，包括如下步驟：

步驟1：解析制造服務(wù)供需關(guān)系，并基于供需關(guān)系構(gòu)建制造服務(wù)調(diào)度問題模型；在生產(chǎn)制造的過程中，通過信息化的手段或預(yù)測(cè)的方式獲取制造服務(wù)系統(tǒng)中的供需狀態(tài)；構(gòu)建基于供需關(guān)系的任務(wù)與資源模型；根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)N個(gè)調(diào)度任務(wù)T_n,n＝1,2,3...,N，調(diào)度任務(wù)的屬性包括任務(wù)到達(dá)時(shí)間，任務(wù)截止時(shí)間，任務(wù)所需服務(wù)種類及數(shù)量，以及服務(wù)工序，W_m個(gè)制造服務(wù)資源M^w，w＝1,2,3...,W_m，制造服務(wù)資源的屬性包括資源的種類及數(shù)量構(gòu)建模型。

步驟2：對(duì)系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)及余度進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估；計(jì)算調(diào)度任務(wù)負(fù)載時(shí)，考慮到任務(wù)的數(shù)量、任務(wù)所需資源及任務(wù)的緊迫性；同時(shí)，通過計(jì)算當(dāng)前可調(diào)用資源種類與數(shù)量，考慮資源的稀缺性與重要性，得出當(dāng)前系統(tǒng)可調(diào)用資源的服務(wù)能力；然后，通過比較系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)及系統(tǒng)可用服務(wù)能力動(dòng)態(tài)地評(píng)估系統(tǒng)的余度；

步驟3：根據(jù)供需波動(dòng)對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)度情境進(jìn)行識(shí)別；考慮到制造服務(wù)系統(tǒng)供需的波動(dòng)性與不確定性，制定基于供需波動(dòng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度情境識(shí)別方法，考慮一段時(shí)間內(nèi)供需關(guān)系的變化特征，并根據(jù)不同特征設(shè)計(jì)制定不同的調(diào)度情境，從而根據(jù)不同的供需關(guān)系特征識(shí)別不同的調(diào)度情境；

步驟4：基于不同的調(diào)度情境與系統(tǒng)狀態(tài)，制定自適應(yīng)調(diào)度規(guī)則；對(duì)于動(dòng)態(tài)調(diào)度問題，結(jié)合不同調(diào)度情景分別制定自適應(yīng)調(diào)度規(guī)則或調(diào)度閾值，當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)滿足重調(diào)度觸發(fā)條件時(shí)，觸發(fā)一次重調(diào)度流程，對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)中還未執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度；