[发明专利]基于区块链的智能制造架构及方法、调度匹配方法及模型

说明书

本发明提供一种基于区块链的智能制造架构及方法、调度匹配方法及模型。其中，智能制造架构通过平台层对产品制造服务订单进行处理和交易决策，实现了具有全局利益的制造安排和控制交互，通过应用层为服务请求者和服务提供者提供服务，实现了服务与控制分离，通过将交易全过程的信息记录到区块链上，可以对差异化的制造服务进行安全及时地响应，保证整个产品生命周期的信息安全，实现高效透明的按需定制。其中，平台层交易决策的调度匹配方法是通过根据区块大小、时间要求、可靠性要求、价格要求，以服务请求者的净利润最大化为目标构建的净利润模型，在服务请求者净利润最大化的情况下，确定调度的任务信息和与任务信息相匹配的服务提供者来实现。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种基于区块链的智能制造架构、基于区块链的智能制造处理方法、调度匹配方法及净利润模型。

背景技术

近年来，下一代智能制造，例如工业4.0，已经提上日程，这促进了柔性制造的实现，革新了全球工业生产。工业物联网(Industrial Interne of Things，简称IIOT)利用新兴的物联网(Internet of Things，简称IOT)和5G技术，在物理设备之间提供无处不在的连接和控制。然而，“智能”一词不仅限于此，它还强调企业创建并使用贯穿产品生命周期(product life cycle，简称PLC)的信息，以便实现对环境无害的、低成本的、能够快速响应企业需求变化的柔性制造。

如何利用IoT技术，以较短的市场交付周期和较高的质量获取全球制造资源，以便应对动态的、日益扩大的个性化市场，是未来产业发展的关键问题之一。事实上，由于原材料和资源具备全球范围内的分布式特性，导致传统定制生产的及时性和效率较低，为了解决及时性和效率问题，提出了一种按需访问共享的可配置制造资源池的云制造(Cloud-Based Manufacturing，简称CBM)方式，它可以最大限度地减少管理成本和服务提供商之间的交互成本。然而，CBM依赖第三方可信中介来进行用户的交互，CBM框架的存储能力有限，可扩展性较差，特别是随着定制化生产的指数级增长，集中式云无法处理大规模的端到端交互和通信，阻碍了IIOT的大规模增长。

发明内容

本发明提供一种基于区块链的智能制造架构及方法、调度匹配方法及模型，用以解决现有技术中CBM方式存在的缺陷，可以对差异化的制造服务进行安全及时地响应，保证整个产品生命周期的信息安全，实现高效透明的按需定制。

第一方面，本发明提供一种基于区块链的智能制造架构，包括：

应用层，为服务请求者和服务提供者进行信息交互提供应用程序接口；

平台层，对所述服务请求者和所述服务提供者的信息进行维护和管理，对产品制造服务订单进行处理和交易，并将所述产品制造服务订单交易全过程的信息记录到区块链上；

虚拟资源层，将物理资源抽象成虚拟资源，为所述平台层进行维护、管理、处理、交易和记录提供调用的资源；

传输层，为设备通信提供通信技术支撑，为所述虚拟资源层提供信息传输服务；

基础设施层，为完成所述产品制造服务订单提供需要的基础设施。

根据本发明提供的一种基于区块链的智能制造架构，所述平台层，包括：

维护管理模块，对所述服务请求者的信息、所述服务提供者的信息和所述产品制造服务订单的信息进行维护和管理；

订单处理模块，对所述产品制造服务订单进行抽象和分解处理，得到所述产品制造服务订单对应的任务信息；

订单交易模块，对得到的任务信息进行交易的调度和匹配，得到记录到区块链上的交易信息；

交易发布模块，通过生成区块将区块连接到区块链上，将所述产品制造服务订单从订单生成到产品交付全过程的信息记录到区块链上。