[发明专利]一种云制造服务优化方法

说明书

本发明公开了一种云制造服务优化方法，首先根据制造任务、可选的制造服务和制造服务组合的结构随机产生初始种群作为当前种群进行后续迭代，并将当前种群中每个制造服务组合方案用二维编码表示；随后对对当前种群执行迁移算子操作、变异算子操作、对当前种群应用变邻域搜索进行变换；随后判断是否满足终止条件，若满足条件则停止迭代，并输出最优制造服务组合方案，否则返回继续进行迭代。本发明的方法在求解服务组合问题时具有更优越的性能。

技术领域

本发明属于制造服务优化技术领域，尤其涉及一种云制造服务优化方法。

背景技术

随着制造业竞争的不断加剧，为了降低生产成本、提高生产效率、增强产品竞争力，越来越多的制造厂商通过将制造资源和能力封装成制造服务的方式来增强企业之间的协作。在传统的制造模式中，供应商之间的合作关系往往是长期固定的，这使得供应商在提供交互服务时处理动态变化十分困难和低效。与传统的制造模式不同，云制造是一种新的制造系统，各种资源和功能被虚拟化并封装成相应的制造服务，大量云服务即制造云形成的服务资源池，可以在整个制造生命周期中为用户提供灵活、敏捷的服务。

用户提交给云制造平台的往往是复杂的多功能性任务需求，单功能性服务往往无法满足用户需求，因此一项复杂的任务需要先分解为若干子任务。每个子任务对应着一组服务质量(quality of service，简称QoS)值(例如，时间、成本和可靠性)各异的候选服务集。在满足QoS约束的前提下，各种不同功能的服务被组合，以此来满足用户需求。因此，制造服务的选择与组合是一个关键的问题。

在过去的几年中，云制造服务组合(cloud manufacturing servicecomposition，简称CMSC)优化问题已经引起了工业界和学术界的关注。但是，大多数CMSC问题的研究都没有考虑动态因素。实际上，制造环境中充满了不确定性，可能随时有扰动发生，例如客户需求变化、服务提供商故障和外部环境变化等，这些扰动可能导致原有组合方案的有效性降低，甚至变得不可行。

以“在线帐篷生产”流程为例，云制造平台根据用户提交的原始需求求解出最优服务组合方案。然而，在任务执行阶段某地区突发地震，用户向云制造平台重新提交需求，要求提前完成任务。即用户提出了紧急任务需求，即用户在任务生产过程中重新提交请求，要求任务加快完成。由于原有的服务组合方案无法满足用户当前的需求，因此云制造平台需从云服务资源池中重新选择并组合服务，这正成为云制造服务优化中亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种云制造服务优化方法，用以解决上述背景技术中提出的动态因素发生情况下的云制造服务优化问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种云制造服务优化方法，所述云制造服务优化方法，包括：

步骤S1、根据制造任务、可选的制造服务和制造服务组合的结构随机产生初始种群作为当前种群进行后续迭代，并将当前种群中每个制造服务组合方案用二维编码表示；

步骤S2、对当前种群执行迁移算子操作；

步骤S3、对当前种群执行变异算子操作；

步骤S4、对当前种群应用变邻域搜索进行变换；

步骤S5、判断是否满足终止条件，若满足条件则停止迭代，并输出最优制造服务组合方案，否则返回步骤S2继续进行迭代。

进一步地，所述根据制造任务、可选的制造服务和制造服务组合的结构随机产生初始种群作为当前种群进行后续迭代，包括：

在紧急任务请求到达后，根据尚未执行的子任务，采用预设的重组方式，随机产生初始种群作为当前种群进行后续迭代。

本发明的一种实现方式，所述预设的重组方式为基于垂直协作的重组方式。