一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法组成比例

本发明专利技术提出一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，首先采集用户需求信息，用户需求信息包括基本需求、性能需求和优化需求；基本需求包括打印材料、应用领域、打印件长、打印件宽、打印件高以及打印精度；性能需求包括性能属性、性能值域和重要程度；优化需求包括优化目标；其次根据采集的用户需求信息，通过层次化弹性匹配算法，包括功能需求层次匹配和性能需求层次匹配，将用户任务分配给最适合的设备资源。

An application requirements optimization matching method for industrial 3D printing cloud services

The invention provides a method for optimal matching of application requirements of industrial 3D printing cloud services, the first collection of user demand information, user demand information including basic requirements, performance requirements and optimization needs; basic needs including print materials, application, print, print, print a long wide piece and high printing precision; performance requirements including performance attributes, performance range and degree of importance; optimization needs include the optimization goal; secondly according to user needs the information acquisition, through hierarchical elastic matching algorithm, including functional requirements and performance requirements, hierarchical level matching, a user task assigned to the most suitable equipment resources.

【技术实现步骤摘要】
一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法
本专利技术涉及工业级3D打印
，具体为一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法。
技术介绍
工业级3D打印设备不同于一般的桌面级3D打印设备，其价格昂贵，生产性打印、运行维护和管理比较复杂，技术要求高，一般企业难以具备，属于较为宝贵的资源。为了促进工业级3D打印应用发展，将3D打印与云服务结合，构建工业级3D打印云服务，充分共享工业级3D打印设备资源。但是，由于工业级3D打印设备资源种类繁多，功能各异，应用领域相对广泛，云服务系统可以为用户提供多种多样的3D打印服务。为了使系统3D打印云服务池的资源能够被高效、合理地利用，为用户，特别是中小型企业提供便捷、高效的3D打印云服务，需要一种优化匹配方法，将用户的应用需求自动匹配到最佳的3D打印服务上去。
技术实现思路
工业级3D打印设备资源作为一种新型制造资源，其特征属性复杂，用户需求多种多样。为了使用户个性化需求与3D打印设备特征属性较为精确的匹配，本专利技术提供了一种层次化弹性匹配算法，用户根据应用需求模板填写具体需求参数，系统后台调用匹配算法，自动将用户任务分配给最适合的设备资源。为达到上述目的，本专利技术的技术方案实现如下：所述一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采集用户需求信息；所述用户需求信息包括基本需求、性能需求和优化需求；所述基本需求包括打印材料、应用领域、打印件长、打印件宽、打印件高以及打印精度；所述性能需求包括性能属性、性能值域和重要程度；所述优化需求包括优化目标；步骤2：根据用户需求信息，在系统初始可用设备资源集{m1,m2...mi...ms}中通过以下层次匹配方法获得匹配的设备资源；步骤2.1：依据基本需求从初始可用设备资源集{m1,m2...mi...ms}中匹配得到第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}，其中第一层设备资源集中的每个设备资源均满足以下要求：能够应用基本需求中的打印材料，使用的应用领域包括基本需求中的应用领域，能够打印的打印件尺寸范围包含基本需求中的打印件尺寸，打印精度满足基本需求中的打印精度要求；步骤2.2：通过以下过程计算第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}中每个设备资源mi与用户性能需求的匹配度：用户性能需求中的性能属性集合为{c1,c2...cj...ca}，每个性能属性cj的权重ωj根据公式计算得到，其中lj为性能属性cj的重要程度值；每个性能属性cj的目标函数fj根据以下规则确定：(1)、如果设备资源mi对应性能属性cj的取值范围[pi,qi]，与用户性能需求中对于性能属性cj的值域范围[pj,qj]没有交集，则fj取0；(2)、如果pi＜pj且qi＜qj，则(3)、如果pi＞pj且qi＞qj，则(4)、如果pi＜pj且qi＞qj，则(5)、如果pi≥pj且qi≤qj，则fj＝1；对设备资源mi性能属性的目标函数进行加权得到设备资源mi与用户性能需求的匹配度步骤2.3：根据第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}中每个设备资源与用户性能需求的匹配度，选择得到第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}；步骤2.4：根据用户的优化需求从第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}得到匹配的设备资源。进一步的优选方案，所述一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，其特征在于：所述优化目标为服务耗时，服务质量或服务价格中的一种目标；若采集的用户优化目标为服务耗时，则在步骤2.4中选择第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}中的完成任务所需时间最短的设备资源为匹配的设备资源；所述完成任务所需时间包括打印前，打印中和打印后三个部分所需时间；打印前所需时间指设备资源完成已有任务所需时间，打印中所需时间指设备资源完成用户打印任务本身所需的时间，打印后所需时间指物流时间；若采集的用户优化目标为服务质量，则在步骤2.4中选择第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}中与用户性能需求匹配度最高的设备资源为匹配的设备资源；如果存在多个设备资源与用户性能需求匹配度相同且最高，则在这些设备资源中选择历史服务综合评分最高的设备资源为匹配的设备资源；若采集的用户优化目标为服务价格，则在步骤2.4中选择第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}中服务价格最低的设备资源为匹配的设备资源。进一步的优选方案，所述一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，其特征在于：所述基本需求中的应用领域分为航空航天、医疗、模具、汽车、电子以及能源动力六个领域；每个领域对应的性能属性集为：航空航天领域对应的性能属性集包括耐腐蚀性、伸长率、抗热强度、抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、冲击强度、疲劳强度、刚度、弹性；医疗领域对应的性能属性集包括拉伸强度、伸长率、弯曲强度、粘接强度、撕裂强度、硬度、疲劳强度、导电性、导热性；模具领域对应的性能属性集包括硬度、抗弯强度、断后伸长率、断面收缩率、冲击韧度、表面粗糙度；汽车领域对应的性能属性集包括动载系数、硬度、拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、疲劳强度、蠕变极限；电子领域对应的性能属性集包括疲劳强度、刚度、导电性、耐腐蚀性；能源动力领域对应的性能属性集包括抗氧化温度、抗热强度、疲劳强度、持久强度、断后伸长率、断面收缩率。进一步的优选方案，所述一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，其特征在于：性能属性的重要程度分为重要、比较重要和一般重要三个等级，其数值依次为3，2，1。有益效果本专利技术提出的工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，基于用户应用需求模板，规范了用户需求填写，设计了层次化匹配算法，从功能匹配、性能匹配两大层次逐层缩小满足用户需求的设备资源集，最后根据优化目标，将用户任务匹配到最适合的服务上去。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是工业级3D打印材料名称规范图。图2是多层次匹配算法流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。工业级3D打印设备资源作为一种新型制造资源，其特征属性复杂，用户需求多种多样。为了使用户个性化需求与3D打印设备特征属性较为精确的匹配，本专利技术提供了一种层次化弹性匹配算法，用户根据应用需求模板填写具体需求参数，系统后台调用匹配算法，自动将用户任务分配给最适合的设备资源。为达到上述目的，本专利技术的技术方案实现如下：1.用户应用需求规约工业级3D打印用户需求具有多种多样、表达方式不一的特点，为了避免专业词汇、表达方式等人为因素造成的匹配失败，在全局资源搜索的基础上，较为严格、准确地完成用户3D打印应用需求与系统3D打印服务的匹配，需要对用户需求形成规约。这里所说的规约既包含指定用户必须提供的3D打印相关信息，也包含信息描述方法的限定。1)用户需求模板工业级3D打印用户需求与工业级3D打印设备功能相对应，用户需求所包含的信息需要准确、完整地说明打印这个物件所要满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采集用户需求信息；所述用户需求信息包括基本需求、性能需求和优化需求；所述基本需求包括打印材料、应用领域、打印件长、打印件宽、打印件高以及打印精度；所述性能需求包括性能属性、性能值域和重要程度；所述优化需求包括优化目标；步骤2：根据用户需求信息，在系统初始可用设备资源集{m1,m2...mi...ms}中通过以下层次匹配方法获得匹配的设备资源；步骤2.1：依据基本需求从初始可用设备资源集{m1,m2...mi...ms}中匹配得到第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}，其中第一层设备资源集中的每个设备资源均满足以下要求：能够应用基本需求中的打印材料，使用的应用领域包括基本需求中的应用领域，能够打印的打印件尺寸范围包含基本需求中的打印件尺寸，打印精度满足基本需求中的打印精度要求；步骤2.2：通过以下过程计算第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}中每个设备资源mi与用户性能需求的匹配度：用户性能需求中的性能属性集合为{c1,c2...cj...ca}，每个性能属性cj的权重ωj根据公式

【技术特征摘要】
1.一种工业级3D打印云服务的应用需求优化匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采集用户需求信息；所述用户需求信息包括基本需求、性能需求和优化需求；所述基本需求包括打印材料、应用领域、打印件长、打印件宽、打印件高以及打印精度；所述性能需求包括性能属性、性能值域和重要程度；所述优化需求包括优化目标；步骤2：根据用户需求信息，在系统初始可用设备资源集{m1,m2...mi...ms}中通过以下层次匹配方法获得匹配的设备资源；步骤2.1：依据基本需求从初始可用设备资源集{m1,m2...mi...ms}中匹配得到第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}，其中第一层设备资源集中的每个设备资源均满足以下要求：能够应用基本需求中的打印材料，使用的应用领域包括基本需求中的应用领域，能够打印的打印件尺寸范围包含基本需求中的打印件尺寸，打印精度满足基本需求中的打印精度要求；步骤2.2：通过以下过程计算第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}中每个设备资源mi与用户性能需求的匹配度：用户性能需求中的性能属性集合为{c1,c2...cj...ca}，每个性能属性cj的权重ωj根据公式计算得到，其中lj为性能属性cj的重要程度值；每个性能属性cj的目标函数fj根据以下规则确定：(1)、如果设备资源mi对应性能属性cj的取值范围[pi,qi]，与用户性能需求中对于性能属性cj的值域范围[pj,qj]没有交集，则fj取0；(2)、如果pi＜pj且qi＜qj，则(3)、如果pi＞pj且qi＞qj，则(4)、如果pi＜pj且qi＞qj，则(5)、如果pi≥pj且qi≤qj，则fj＝1；对设备资源mi性能属性的目标函数进行加权得到设备资源mi与用户性能需求的匹配度步骤2.3：根据第一层设备资源集{m1,m2...mi...mn}中每个设备资源与用户性能需求的匹配度，选择得到第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}；步骤2.4：根据用户的优化需求从第二层设备资源集{m1,m2...mi...mr}得到匹配的设备资源。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兴社，马莹，侯正雄，谷建华，王云岚，赵天海，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61