[发明专利]一种面向云制造任务变化的资源动态调度方法

说明书

本发明提供一种面向云制造任务变化的资源动态调度方法，所属技术领域为先进制造技术领域。其特征在于该方法首先根据资源需求方和资源提供方上传至云平台的服务需求，对云制造环境下资源调度需求状况进行了综合分析；然后根据制造任务和制造资源的属性特点，并结合实际资源调度规则构建面向云制造任务变化的资源动态调度模型，最后应用多层编码的遗传算法对资源调度过程进行优化求解，以获得满足条件的云制造资源调度方案和实时调度更新策略。本发明广泛应用于云平台下的加工制造服务企业，考虑了云制造环境下影响资源调度的众多扰动因素，实现了对高度动态云制造环境下制造资源的高效优化调度，改善了制造企业服务成本高、制造质量低、制造负载不均衡等问题。

技术领域

本发明涉及一种面向云制造任务变化的资源动态调度方法，该方法首先根据资源需求方和资源提供方上传至云平台的服务需求，对云制造环境下资源调度需求状况进行了综合分析，然后根据制造任务和制造资源的属性特点，并结合实际资源调度规则构建面向云制造任务变化的资源动态调度模型，最后应用多层编码的遗传算法对资源调度过程进行优化求解，以获得满足条件的云制造资源调度方案和实时调度更新策略。该发明属于先进制造技术领域。

背景技术

随着云计算、互联网、制造网格等新兴IT技术的快速发展，企业的生产和发展与网络的联系越来越紧密，企业需要在先进技术的支撑下、优化产业结构、加速产业升级，增强企业核心竞争力。服务化、协同化和信息化是新型制造模式的标志，高效、共享、绿色、网络是新阶段制造业的主题。云制造作为一种网络化制造新模式，将各类分散的制造资源和制造能力进行虚拟化，服务化后行成虚拟化的制造资源池，并通过网络进行集中地管理和经营。在云制造模式中这种服务方式大大的提高了资源的利用率同时大大的降低了企业的生产成本，对整个制造业的向前发展起到了不可估量的影响。由于云制造环境下，制造系统拥有海量的制造资源且通常处在高度动态的环境中，如何高效、高质量的进行资源动态调度是目前亟待解决的问题，然而传统的调度方法已经难以满足云制造动态调度的实际需要，这时就需要一种新的动态资源调度方法。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决了上述问题，在云制造环境下高效平稳的为资源服务需求方提供资源动态调度方法。该方法可有效的提高云制造服务平台的柔性，并为复杂制造资源广泛共享和优化配置提供技术支持，推动云制造模式在各制造领域的应用。本发明的技术方案为：

本发明首先根据资源需求方和资源提供方上传至云平台的服务需求，对云制造环境下资源调度需求状况进行了综合分析，在此基础上基于制造任务和制造资源的属性特点，并结合实际资源调度规则构建面向云制造任务变化的资源动态调度模型，最后应用多层编码的遗传算法对资源调度过程进行优化求解，以获得满足条件的云制造资源调度方案和实时调度更新策略。该方法的实现步骤包括：

步骤1：云制造任务信息描述和动态属性分析

在云制造资源需求方发布服务需求后，根据发布并储存到云制造平台的数据对制造任务基本信息和结构属性进行逐层次分析解构。在制造任务动态属性分析过程中，确定新任务接入，制造任务的任务属性改变和任务撤销等扰动事件与资源调度之间的联系。

步骤2：基于云制造任务变化的资源动态调度模型

基于云制造任务具有的分布性、多样性、抽象性，动态性和异构性等特征，结合云制造任务动态属性分析的研究成果，给出在云制造环境下资源动态调度约束的相关概念，并构建任务总制造服务时间，总制造服务成本，制造服务满意度与制造资源负载均衡度为优化目标的多目标优化模型。

步骤3：基于多层编码的遗传算法的资源动态调度优化求解

在建立的面向云制造任务变化的资源动态调度模型的基础上，对调度中的多层次的任务和资源进行编码，完成资源调度问题形式化的描述。利用层次分析法对调度方案中的服务需求权重进行计算，确定资源调度对不同服务的偏好，最后执行遗传迭代操作获得符合要求的资源调度方案。