一种基于长短期效用的制造服务协作调度方法技术

本发明专利技术涉及一种基于长短期效用的制造服务协作调度方法，包括以下步骤：步骤1.构建协作参与者长/短期效用模型；步骤2.根据服务提供者的长期效用，对不同任务进行协作关联度评估；步骤3.针对未被服务提供者选择的服务，进行基于共识机制的协作调度；步骤4.协作方案的生成。本发明专利技术能够有效反映基于工业互联网平台的制造服务协作中参与者的长短期效用需求，并能保证制造服务协作任务的有效完成，提高参与者的协作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于长短期效用的制造服务协作调度方法
本专利技术属于面向服务的制造系统中制造服务协作
，具体涉及一种基于长短期效用的制造服务协作调度方法。
技术介绍
在基于平台的制造服务协作中，共有三类协作参与人员：平台运营者、制造服务提供者和用户。平台运营者负责平台管理，主要涉及到制造服务管理、制造任务管理、交易管理、协作过程管理、参与者管理等等。服务提供者将其所拥有的制造资源或制造能力通过平台的感知与接入、虚拟化、服务化封装等处理后，以制造服务的形式供平台用户使用。另外，用户所提交的任务涉及到产品全生命周期过程，由于大批量任务和个性化定制任务难以由一个任务单独完成，因此，需要通过制造服务协作的方式完成平台用户所提交的任务需求。制造服务协作的研究是针对制造任务需求对所需功能的制造服务进行优选和调度。目前制造服务协作研究的主要目标有：用户所要求的服务质量、系统性能以及参与者效用等。然而，这些研究主要针对用户的当前任务需求和提供者的当前效用(即短期效用)进行研究并给出协作方案，而针对追求长期效用的协作者的研究不足。同时由于基于平台的制造服务协作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于长短期效用的制造服务协作调度方法，其特征在于，包括步骤如下：/n步骤1：构建协作参与者的效用模型；将同一时刻提交至工业互联网平台的s个制造任务T＝{T

【技术特征摘要】
1.一种基于长短期效用的制造服务协作调度方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤1：构建协作参与者的效用模型；将同一时刻提交至工业互联网平台的s个制造任务T＝{T1，T2，...，Ts}分别分解成需要多个制造服务协作完成的子任务集；根据任务的截止时间和优先级，选择功能相似的待选服务集；对服务提供者的长期效用以及用户的短期效用进行模型构建；
步骤2：面向多任务的协作关联度评估，服务提供者在同一时间将接收大量子任务，若所接收的子任务优先级高于服务待执行任务的优先级，则该子任务有机会插入到当前执行队列中；针对同一时刻的子任务分别进行协作关联度评估；
步骤3：基于共识机制的协作调度；考虑不同服务提供者对同一子任务的协作关联度评估值，若所有评估值没有正值或者低于其阈值，则需要选择该子任务的提供者中协作关联度评估值最高者，进行基于共识机制的协作调度，从而使得协作关联度评估值最大的提供者能够接受该子任务；
步骤4：协作方案生成；首先，建立以用户短期效用最大为优化目标，以服务提供者协作关联度评估值、任务完成时间、任务完成质量为约束条件，对子任务进行制造服务协作者的选择；接着，针对无服务可选的子任务，通过基于共识机制的协作调度决定其服务协作者的选择；最后，基于以上的协作者选择结果，考虑任务优先级、提供者的协作关联度评估值、服务等待队列的长度，在满足各约束条件的前提下，求解优化模型，从而得到服务协作者的执行顺序，生成协作方案。


2.根据权利要求1中所述的基于长短期效用的制造服务协作调度方法，其特征在于：服务提供者的长期效用指提供者在包括本次协作在内的未来多次协作中所获得的效用，若接受本次子任务，则在本次协作执行过程中将获得的效用，包括完成时间、成本；用户的短期效用指用户在本次协作中所获得的效用，效用综合考虑了完成时间、成本和质量的影响。


3.根据权利要求1中所述的基于长短期效用的制造服务协作调度方法，其特征在于：服务提供者对多子任务的协作关联度评估以其对当前所有子任务评估值中的最大值为基准进行评估，若评估值为负值，则表示提供者不愿执行当前子任务；用户对协作的短期效用评估值则以其历史交易记录中最大评估值为基准进行评估。


4.根据权利要求1中所述的基于长短期效用的制造服务协作调度方法，其特征在于：实现协作调度的共识机制是以该任务其他子任务所得到的提供者长期效用的平均值和其阈值二者中最小值作为当前子任务的协作调度的效用目标；通过降低等待时间、增加实际执行时间的方式达到相应的效用目标，提高其生产率，进而提高协作效率。


5.根据权利要求1中所述的基于长短期效用的制造服务协作调度方法，其特征在于：
所述步骤1具体包括：
①将同一时刻提交至工业互联网平台的s个制造任务T＝{T1，T2，...，Ts}按照其任务需求分别分解成需要多个制造服务协作完成的子任务集其中表示第j个任务的第i个子任务，s≥j≥1；然后将具有相似功能需求的子任务发布给其对应的待选服务集，且满足Prij≥Priavi，TReq≥tavi+te，其中Prij表示第j个任务的优先级，Priavi表示服务可用时刻待执行任务的优先级，TReq表示用户的最大时间需求，tavi表示服务的可用时间，te表示该子任务的执行时间；
②服务提供者针对同时到达的多个子任务，根据其对包括本次协作在内的多次协作的需求以及用户对本次协作的需求，采用综合效用对需求的完成度进行度量，提供者的长期效用以及用户的短期效用的综合效用模型可记为：



其中，Uk表示针对条件k的效用，ωk表示其权重，即条件k的重要程度；
③服务提供者在协作过程中不止关注当前协作所获得的效用，同时也关心在接下来多次协作过程中所获得的效用，因此需要对服务提供者进行基于其长期效用的模型构建；将针对当前子任务所获得的长期效用表示为当前子任务的效...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永平，程颖，陶飞，任嘉伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11