一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法及系统，包括以下步骤：1.解析网络平台制造服务协作优化要素关系，构建网络平台制造服务协作优化复杂网络模型；2.依据实际问题情况，按需配置网络平台制造服务协作优化问题模型；3.考虑测试问题需求，按需导入或生成测试数据；4.考虑测试算法情况，按需导入或配置求解问题的算法；5.对测试问题进行多次求解，并记录存储该问题测试结果。本发明专利技术能够有效模拟并仿真网络平台制造服务协作优化环境及过程，并能根据用户的实际需求对问题、数据及算法进行按需配置并测试比较，以解决以往不同问题、算法缺乏统一化基准测试系统工具的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法及系统


[0001]本专利技术属于面向服务的制造系统中网络平台制造服务协作优化
，具体涉及一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法及系统。

技术介绍

[0002]在网络平台制造服务协作优化的研究与应用过程中，协作的参与者、管理者与研究者均面临网络平台制造服务协作优化缺乏基准测试系统工具的难题，对于网络平台制造服务协作优化，其要素对象主要可以被分为三类，制造任务需求，制造服务资源以及网络平台制造服务协作环境。其中，制造任务需求一般指制造及生产过程中产生的需求，包括车间物料配送过程、建筑项目的各个阶段、计算机程序的执行等。每个任务都包含各种属性，包括且不限于优先级水平、时间限制、完成质量情况等。制造服务资源一般指制造资源或制造能力通过制造服务系统感知接入、虚拟化、服务化封装等处理后得到的资源，包括但不限于车间的物料、机器、项目参与人员、计算机处理器等。任务需求与服务资源共同处于特定的平台制造服务协作环境下，并且受到环境的约束与影响，通过优化求解的方法实现对一个或多个目标的优化，从而实现持续性的运行。
[0003]考虑到当前无论是平台中制造服务协作的参与者、管理者或研究者，大多采用其各自的研究管理方法对网络平台制造服务协作优化问题进行研究，提出不同类型的问题描述方式，采用不同的测试数据，开发各种各样的算法。然而，以上同领域研究缺乏横向对比，因此，通过一种新的方法实现网络平台制造服务协作优化的统一化建模与问题描述，按照一套标准化流程生成测试数据，并配置算法，能够有效地对当前对于网络平台制造服务协作优化的多种研究进行统一比较，对本领域研究管理能力，以及制造领域的高效稳定生产都具备重要意义。

技术实现思路

[0004]为解决上述的技术问题：本专利技术提供一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法及系统，基准测试通常指在某领域的相关研究中，通过建立一套标准化的模型和数据，使得相关研究者与使用者可以对该领域的一类问题在同一套模型与数据下进行横向对比。本专利技术能够有效解决网络平台制造服务协作优化领域，缺乏统一描述模型，测试数据生成及算法配置方法，实现对于相关研究领域的横向对比评价。该方法包括，解析网络平台制造服务协作优化要素关系，构建网络平台制造服务协作优化复杂网络模型；按需配置网络平台制造服务协作优化问题模型；按需导入或生成测试数据；按需导入或配置求解问题的算法；对测试问题进行多次求解，并记录存储该问题测试结果。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：解析网络平台制造服务协作优化要素关系，构建网络平台制造服务协作优化复杂网络模型；在网络平台制造服务协作优化的过程中，包含提供者，需求者以及管理者
三方面，从复杂网络模型构建角度看，将模型要素分为制造服务资源，制造服务需求以及供需间的关联关系，依据所述模型要素构建网络平台制造服务协作优化复杂网络模型；
[0008]步骤2：依据实际问题情况，按需配置网络平台制造服务协作优化问题模型；进行问题配置与性能评估的分析，其中所述问题配置指设置优化问题的各类假设以及约束条件，所述性能评估是在协作优化的基础上对整体协作过程进行评价；
[0009]步骤3：考虑测试问题的需求，按需导入或生成测试数据；首先，判断该测试问题的需求是否具备真实数据，如具备真实数据，则直接导入真实数据进行测试；若不具备真实数据，则对测试数据进行仿真生成；在各类数据不互相冲突的情况下，生成符合测试问题的需求的测试数据；
[0010]步骤4：考虑测试算法情况，按需导入或配置求解测试问题的测试算法；首先，判断该测试问题是否有测试特定算法的需求，如有需求，则导入与需求相应的特定算法；若无测试特定算法的需求，则按照该测试问题的模型对算法进行按需配置；所述按需配置的算法为智能优化算法；
[0011]步骤5；对测试问题进行多次求解，并记录存储该测试问题的测试结果；考虑到测试问题的随机不确定性，若测试对象为问题模型，则采用不同的测试数据与求解算法进行求解以获取近似最优解；若测试对象为算法，则采用不同的测试数据与其他算法，如多种群智能算法以及改良进化算法等进行比较，以获取最佳比较效果。
[0012]进一步地，所述步骤1具体包括：
[0013](1)对于制造任务网络T
Net
＝<T,sT,E
T
>，其中T表示复杂制造任务，sT表示子任务，E
T
表示子任务间的关联关系，对于制造任务T的描述包括任务T的子任务数量任务到达时间任务截止时间任务成本约束任务质量约束任务进展状态任务完成状态任务价值以及任务完成评估
[0014]对子任务sT的描述包括子任务类型子任务截止时间子任务成本约束子任务质量约束子任务工序约束子任务进展状态子任务完成状态子任务价值子任务完成评估
[0015]子任务间的关联关系E
T
为其中，指子任务工序关系，指子任务归属关系；
[0016](2)对于制造服务网络S
Net
＝<S,E
S
>，其中，S表示制造服务，E
S
表示服务间的关联关系，对于制造服务S的描述包括服务S的类型服务成本服务质量服务效率服务容量服务协作效率服务可靠性服务失效状态服务负载状态服务效用
[0017]服务间的关联关系E
S
为其中，指服务相似性，指服务协作强度，指服务归属关系；
[0018](3)制造服务与任务间协作关系表示为表示服务S
i
执行了子任务sT
j
；根据
制造服务与任务间协作关系得到服务的输出如式(1)所示，服务的利润如式(2)所示，其中，指服务S
i
执行子任务sT
j
的成本：
[0019][0020][0021]进一步地，所述步骤2具体包括：
[0022](1)对于网络平台制造服务协作优化问题模型配置，分别确定该协作优化问题的信息范围，调度时机，调度范围以及优化目标；
[0023]首先对该协作优化问题的信息范围进行定义，信息范围包括完全信息、部分信息以及完全反应；所述完全信息指全部任务集合在一开始就被调度系统所知，所述部分信息是指调度系统只能处理可预见的一部分任务，所述完全反应指调度系统直到任务到达才能得知任务的信息；
[0024]其次，明确该协作优化问题的调度时机，调度时机包括周期驱动调度以及事件驱动调度；其中，所述周期驱动调度指每隔一个固定的时间周期进行一次调度，所述事件驱动调度指每当有任务到达时进行一次调度；
[0025]随后，确定协作优化问题的调度范围，调度范围包括局部调度和全局调度；其中，所述局部调度指在一次调度过程中，只选取一部分任务与服务进行调度，所述全局调度是指在一次调度过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络平台制造服务协作优化的基准测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：解析网络平台制造服务协作优化要素关系，构建网络平台制造服务协作优化复杂网络模型；在网络平台制造服务协作优化的过程中，包含提供者，需求者以及管理者三方面，从复杂网络模型构建角度看，将模型要素分为制造服务资源，制造服务需求以及供需间的关联关系，依据所述模型要素构建网络平台制造服务协作优化复杂网络模型；步骤2：依据实际问题情况，按需配置网络平台制造服务协作优化问题模型；进行问题配置与性能评估的分析，其中所述问题配置指设置优化问题的各类假设以及约束条件，所述性能评估是在协作优化的基础上对整体协作过程进行评价；步骤3：考虑测试问题的需求，按需导入或生成测试数据；首先，判断该测试问题的需求是否具备真实数据，如具备真实数据，则直接导入真实数据进行测试；若不具备真实数据，则对测试数据进行仿真生成；在各类数据不互相冲突的情况下，生成符合测试问题的需求的测试数据；步骤4：考虑测试算法情况，按需导入或配置求解测试问题的测试算法；首先，判断该测试问题是否有测试特定算法的需求，如有需求，则导入与需求相应的特定算法；若无测试特定算法的需求，则按照该测试问题的模型对算法进行按需配置；所述按需配置的算法为智能优化算法；步骤5；对测试问题进行多次求解，并记录存储该测试问题的测试结果；考虑到测试问题的随机不确定性，若测试对象为问题模型，则采用不同的测试数据与求解算法进行求解以获取近似最优解；若测试对象为算法，则采用不同的测试数据与其他算法进行比较，以获取最佳比较效果；所述其他算法包括多种群智能算法以及改良进化算法。2.根据权利要求1中所述的网络平台制造服务协作优化的基准测试方法，其特征在于：所述步骤1具体包括：(1)对于制造任务网络T
Net
＝<T,sT,E
T
>，其中，T表示复杂制造任务，sT表示子任务，E
T
表示子任务间的关联关系，对于制造任务T的描述包括任务T的子任务数量任务到达时间任务截止时间任务成本约束任务质量约束任务进展状态任务完成状态任务价值以及任务完成评估对子任务sT的描述包括子任务类型子任务截止时间子任务成本约束子任务质量约束子任务工序约束子任务进展状态子任务完成状态子任务价值子任务完成评估子任务间的关联关系E
T
为其中，指子任务工序关系，指子任务归属关系；(2)对于制造服务网络S
Net
＝<S,E
S
>，其中，S表示制造服务，E
S
表示服务间的关联关系，对于制造服务S的描述包括服务S的类型服务成本服务质量服务效率服务容量服务协作效率服务可靠性服务失效状态服务负载状态服务效用
服务间的关联关系E
S
为其中，指服务相似性，指服务协作强度，指服务归属关系；(3)制造服务与任务间协作关系表示为表示服务S
i
执行了子任务sT
j
；根据制造服务与任务间协作关系得到服务的输出如式(1)所示，服务的利润如式(2)所示，其中指服务S
i
执行子任务sT
j
的成本：的成本：3.根据权利要求2中所述的网络平台制造服务协作优化的基准测试方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：(1)对于网络平台制造服务协作优化问题模型配置，分别确定该协作优化问题的信息范围，调度时机，调度范围以及优化目标；首先对该协作优化问题的信息范围进行定义，信息范围包括完全信息、部分信息以及完全反应；所述完全信息指全部任务集合在一开始就被调度系统所知，所述部分信息是指调度系统只能处理可预见的一部分任务，所述完全反应指调度系统直到任务到达才能得知任务的信息；其次，明确该协作优化问题的调度时机，调度时机包括周期驱动调度以及事件驱动调度；其中，所述周期驱动调度指每隔一个固定的时间周期进行一次调度，所述事件驱动调度指每当有任务到达时进行一次调度；随后，确定协作优化问题的调度范围，调度范围包括局部调度和全局调度；其中，所述局部调度指在一次调度过程中，只选取一部分任务与服务进行调度，所述全局调度是指在一次调度过程中，全盘考虑所有的任务与服务，进行全局求解；最后，调度系统确定调度目标，根据调度目标的数量，分为单目标调度和多目标调度；(2)网络平台制造服务协作优化的性能评估指对系统整体运行进行评估，分为内在属性和外部属性进行分别评估；首先，对内在属性进行评估，考虑制造服务网络的服务群落聚类系数，服务网络的网络...

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