一种具有多个竞争代理的多任务调度方法技术

本发明专利技术公开了一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，该方法包括以下步骤：设置m个代理，且代理i具有一组作业；机器和作业在零时刻均可用，且机器每次最多处理一个作业；在m个代理中，代理1为具有高优先级的长期关键代理，而其他代理为短期一次性代理，每个代理都有自身要优化的仅依赖自身作业完工时间的目标函数；针对上述目标函数构建问题，并对该问题进行求解得到具有多个竞争代理的多任务调度策略。本发明专利技术通过构建多代理多任务调度模型，能够得到具有多代理的多任务调度时间表，以填补多代理多任务调度的研究空白，并适应云制造平台环境的调度需求。

A multi task scheduling method with multiple competing agents

【技术实现步骤摘要】
一种具有多个竞争代理的多任务调度方法
本专利技术涉及云制造平台
，具体涉及一种具有多个竞争代理的多任务调度方法。
技术介绍
现有调度
，通常是采用多代理调度和多任务调度。其中，多代理调度是指随着时间的推移分配服务以执行两个或多个竞争代理所请求的一组任务(作业)，同时满足某些约束的过程；其中每个代理都希望优化仅依赖自身任务完工时间的目标函数。由于代理商的目标通常是冲突的，因此他们需要就如何共享有限资源以优化其自身的目标功能进行协商。现有技术对来自不同生产环境的各种约束和性能标准的多种多智能体调度模型进行了广泛研究；即现有技术研究了多代理的调度问题，然而并没有涉及解决多任务的问题；且现有的多任务调度问题，均只考虑了单个代理和单个目标函数的情形。然而上述调度模型无法适用具有多个竞争代理的多任务调度；特别对于云制造平台下的多任务调度技术，其包含多个竞争代理人，其中分布式资源被封装在云服务器中，并通过云制造中的集中式云制造平台进行管理；上述现有的仅考虑多代理单任务的模型或者仅考虑多任务单个代理的模型均无法有效解决。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有多个竞争代理的多任务调度方法。该方法能够实现具有多个竞争代理的多任务调度优化。本专利技术通过下述技术方案实现：一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，该方法包括以下步骤：步骤S1，设置m个代理，且代理i具有一组作业其中，1≤i≤m；这些作业作为代理i-作业将在机器上加工处理；机器和作业在零时刻均可用，且机器每次最多处理一个作业；在m个代理中，代理1为具有高优先级的长期关键代理，而其他代理为短期一次性代理，每个代理都有自身要优化的仅依赖自身作业完工时间的目标函数；步骤S2，构建问题：α|β|γ(1)：γ(i)，2≤i≤m，其中，α表示调度环境，β表示作业特性或者约束条件，γ(i)，1≤i≤m表示代理i的目标函数，γ(1)：γ(i)，2≤i≤m表示整体目标是最小化γ(1)，同时保证γ(i)，2≤i≤m，低于或等于预置上界Q(i)，进而得到优化的作业时间表。优选的，所述步骤S1中，对于每个作业1≤i≤m，1≤j≤ni，均有一个处理时间对于给定的作业时间表，定义Cj(i)，1≤i≤m，1≤j≤ni，表示作业Jj(i)的完工时间；且多任务调度环境下，在任一时刻任一安排的作业称为主作业，在主作业处理过程中，能够被其他未完成作业中断。优选的，所述步骤S2中，1≤i≤m，1≤j≤ni，其中，表示常规调度函数的最大值，fj(i)(.)表示作业完工时间的非减函数。优选的，设S＝(J[1]，…，J[r]，J[r+1]，…，J[r+p]，…Jn)为给定的作业时间表，其中，[j]表示作业按顺序分配在第j个位置，且1≤[j]≤n；作业J[r+1]在时间t开始在机器上处理，则作业J[r+p]的完工时间为：其中，h[r+k](r)表示第r+k个主作业中断前r个主作业后的剩余加工时间；g[r+k](h[r+k](r+l-1))表示第r+k个主作业中断第r+l个主作业的时间；s(n-r-l)表示加工第r+l个主作业时的切换时间。优选的，能够提前确定每个问题的任意时间表的最大完工时间为：其中，P表示所有作业的加工时间和；s(l)表示加工第l个主作业的切换时间。优选的，对于问题1|mt|γ(1)：2≤i≤m，其中γ(1)为任一常规目标函数，如果存在优化时间表，则J\1中的作业按照截止期限非递减顺序进行调度。优选的，所述α＝1表示在单机执行环境；β＝mt，mt表示多任务环境；所述步骤S2具体为：步骤S21，构建问题：2≤i≤m；步骤S22，采用反向多项式时间求解算法来求解上述问题。优选的，所述步骤S22(问题5，将常规调度函数最大化作为目标函数)具体包括：步骤S221，定义表示已经被安排的作业所占据的时间区间，其中，US表示未安排作业；步骤S222，进行反向迭代：每一迭代步骤，在未安排作业中选取一个作业插入到当前序列之后进行加工处理，如果J\1中存在最大截止日期的作业，则该选取该作业；否则，选取使得fj(1)(t)最小的未安排作业如果J(1)中所有作业已被排列，并且J\1中没有作业能被末尾排列，则相应排列不可行；步骤S223，通过步骤S222反向迭代处理，获得考虑常规调度函数最大化的优化的作业时间表。优选的，如果存在作业使得则存在未安排作业的优化调度，使得J\1中的作业安排在最后调度；否则不存在优化调度，使得J(1)中的作业被最后调度。优选的，如果对于所有作业则存在未安排作业的优化调度，使得J(1)中使得函数fj(1)(l)最小且未安排的作业安排在最后调度。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术通过制定一个具有多个竞争代理的多任务调度模型，且在多个竞争代理商中，有一个具有高优先级的长期关键代理，其他代理商为短期的一次性代理商，每个代理商都有自身的仅依赖自身作业完工时间的目标函数来衡量，以最小化关键代理商的目标，同时将每个短期代理商的目标保持在给定限制内，获得多任务的优化的时间表；本专利技术按照时间分配任务，以及时和经济有效的方式执行作业，能够降低整体运营成本并提高代理商的整体满意度。2、本专利技术在云制造平台环境下，能够尽早交互代理商的部分任务，以满足其紧急需求，这对于时间敏感的产品尤其重要，例如时尚服装、药品或高科技产品，生命周期短，进而提高了代理商的满意度；附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的方法流程示意图。具体实施方式在下文中，可在本专利技术的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所专利技术的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本专利技术的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。在本专利技术的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。在本专利技术的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本专利技术的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S1，设置m个代理，且代理i具有一组作业

【技术特征摘要】
1.一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1，设置m个代理，且代理i具有一组作业其中，1≤i≤m；这些作业作为代理i-作业将在机器上加工处理；机器和作业在零时刻均可用，且机器每次最多处理一个作业；在m个代理中，代理1为具有高优先级的长期关键代理，而其他代理为短期一次性代理，每个代理都有自身要优化的仅依赖自身作业完工时间的目标函数；
步骤S2，构建问题：α|β|γ(1)：γ(i)，2≤i≤m，其中，α表示调度环境，β表示作业特性或者约束条件，γ(i)，1≤i≤m表示代理i的目标函数，γ(1)：γ(i)，2≤i≤m表示整体目标是最小化γ(1)，同时保证γ(i)，2≤i≤m，低于或等于预置上界Q(i)，进而得到优化的作业时间表。


2.根据权利要求1所述的一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，其特征在于，所述步骤S1中，对于每个作业Jj(i)，1≤i≤m，1≤j≤ni，均有一个处理时间pj(i)；对于给定的作业时间表，定义Cj(i)，1≤i≤m，1≤j≤ni，表示作业Jj(i)的完工时间；且多任务调度环境下，在任一时刻任一安排的作业称为主作业，在主作业处理过程中，能够被其他未完成作业中断。


3.根据权利要求2所述的一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，其特征在于，所述步骤S2中，1≤i≤m，1≤j≤ni，其中，表示常规调度函数的最大值，fj(i)(.)表示作业完工时间的非减函数。


4.根据权利要求3所述的一种具有多个竞争代理的多任务调度方法，其特征在于，设S＝(J[1]，…，J[r]，J[r+1]，…，J[r+p]，…Jn)为给定的作业时间表，其中，[j]表示作业按顺序分配在第j个位置，且1≤[j]≤n；
作业J[r+1]在时间t开始在机器上处理，则作业J[r+p]的完工时间为：



其中，h[r+k](r)表示第r+k个主作业中断前r个主作业后的剩余加工时间；g[r+k](h[r+k](r+l-1))表示第r+k个主作业中断第r+l个主作业的时间；s(n-r-l)表示加工第r+l个主作业时的切换时间。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷允强，王杜娟，余玉刚，李想，
申请(专利权)人：电子科技大学，四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51