一种基于区块链的服务型制造资源匹配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的服务型制造资源匹配方法及系统，包括：建立基于区块链的供需匹配平台，为所有上链的制造服务商和资源供应商赋予信誉积分；接收制造服务任务，并分解成若干个子任务，每一个子任务可由单个制造服务商完成；筛选一部分信誉积分靠前的制造服务商和资源供应商，分别放入备选制造服务池和备选资源池；从备选制造服务池中挑选制造服务商与子任务进行任务匹配；从备选资源池中挑选资源供应商与任务匹配成功的制造服务商进行资源匹配；匹配成功后，转入制造服务任务执行阶段。本发明专利技术可以解决区块链下的服务型制造资源匹配问题，以增强服务型制造系统内的各参与主体之间的信任度，提高资质服务资源的匹配和调度效率。和调度效率。和调度效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的服务型制造资源匹配方法及系统


[0001]本专利技术属于智能制造
，具体地说，是涉及一种用于服务型制造的资源匹配方法及系统。

技术介绍

[0002]服务型制造(Service
‑
Embedded Manufacturing)，是指企业为了实现制造价值链中各利益相关者的价值增值，通过产品和服务的融合、客户全程参与、企业相互提供生产性服务和服务性生产，实现分散化制造资源的整合和各自核心竞争力的高度协同，达到高效创新的一种制造模式。服务型制造强调以用户的个性化需求为核心，通过整合不同企业之间的生产和服务，实现企业间高效的协同，共同为顾客提供覆盖产品全生命周期的制造服务和产品。
[0003]目前，在服务型制造供需匹配平台中普遍存在平台公信力不足，用户交易对象难以信任等信任方面的问题。企业之间需要通过作为第三方中介组织的制造服务平台交互信息，企业用户会面临数据泄露、交易对象不可靠等方面的风险。平台也缺乏有效技术手段来保证用户使用的数据的真实性和完整性，并且制造服务平台的中心化管理模式也会带来平台安全性、可靠性方面的问题，这些问题都会令用户对平台产生质疑。同时，企业之间进行供需匹配并能够达成合作共识的关键是企业对合作对象有充分地了解并能够给予信任。区块链的高效、安全、可信的特性与其需求高度吻合，区块链技术的发展为这些需求匹配问题提供了新的解决思路，架设于区块链之上的资源智能匹配和调度，也能够在满足预先设置的条件下，安全、高效地得到令需求方满意的结果。
[0004]同时，大多数的服务型制造平台的底层系统架构依然是集中式的框架体系。在该框架下，其最大特点是系统中的决策依赖于少量的节点，因此，其本质上无法避免单点故障。目前，主要通过冗余备份解决单点故障问题，但是需要付出昂贵的维护成本，并且无法从根本上解决单点故障。除此之外，系统中少数节点掌握过多的权限，容易成为黑客攻击的目标，存在保密数据泄露的风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于区块链的服务型制造资源匹配方法，以解决区块链下的服务型制造资源匹配问题，进而增强服务型制造系统内的各参与主体之间的信任度，提高资质服务资源的匹配和调度效率。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]在一个方面，本专利技术提出了一种基于区块链的服务型制造资源匹配方法，包括：
[0008]建立基于区块链的供需匹配平台，所述区块链采用基于服务质量积分的拜占庭容错共识机制，为所有上链的制造服务商和资源供应商赋予信誉积分；
[0009]接收制造服务任务；
[0010]将接收到的制造服务任务分解成若干个子任务，每一个子任务可由单个制造服务
商完成；
[0011]从信誉积分靠前的制造服务商和资源供应商中分别筛选出一部分，对应放入备选制造服务池和备选资源池；
[0012]从所述备选制造服务池中挑选制造服务商与子任务进行任务匹配；
[0013]从所述备选资源池中挑选资源供应商与任务匹配成功的制造服务商进行资源匹配；
[0014]匹配成功后，转入制造服务任务执行阶段。
[0015]在本申请的一些实施例中，可以配置所述基于服务质量积分的拜占庭容错共识机制包括以下过程：
[0016]按照信誉积分从高到低的顺序，对区块链中的制造服务商和资源供应商进行企业节点分级，形成三个集群，分别为：可信节点集群、普通节点集群、可疑节点集群；
[0017]从可信节点集群中选取一个企业节点作为主节点，对申请上链的企业节点进行响应；
[0018]让可信节点集群和普通节点集群中的企业节点参与共识，可疑节点集群中的企业节点只备份共识结果；
[0019]利用拜占庭容错共识算法，生成共识结果；
[0020]每轮共识结束后，利用服务质量积分模型对各个企业节点的服务质量积分进行重新计算，以更新各个企业节点的信誉积分。
[0021]在本申请的一些实施例中，对于进入备选制造服务池的制造服务商和进入备选资源池的资源供应商优选从可信节点集群和普通节点集群中选取，以提高系统内各参与主体之间的信任度以及制造服务任务顺利完成的成功率。
[0022]在本申请的一些实施例中，可以将所述服务质量积分模型配置为：
[0023][0024]其中，分别表示第i个企业节点在t轮共识的服务质量积分、静态积分、动态积分；δ
t
为时间偏重影响因子，δ
t
的取值范围为(0,1)。
[0025]在本申请的一些实施例中，可以将所述静态积分的表达式配置为：
[0026][0027]其中，分别表示第i个企业节点的CPU内核数、内存容量、硬盘容量、抵押金额；分别表示第j项指标中的最大值和最小值；w
j
表示第j项指标的权重；N为参与共识的企业节点总数。
[0028]在本申请的一些实施例中，可以将所述动态积分的表达式配置为：
[0029][0030]其中，分别表示第i个企业节点的节点活跃度积分、节点贡献度积分；分别表示第i个企业节点的节点活跃度积分、节点贡献度积分；分别表示第j项指标中的最大值和最小值；W
j
表示第j项指标的权重。
[0031]在本申请的一些实施例中，可以将所述节点活跃度积分的计算公式配置为：
[0032][0033]其中，h
i
、H
i
分别表示第i个企业节点的实际通信量、期望通信量；α1、α2用于调整积分的增长幅度，并设置α1＜α2；α3、α4用于控制对企业节点的惩罚程度，并设置α3＞α4；
[0034]在本申请的一些实施例中，可以将所述节点贡献度积分的计算公式配置为：
[0035][0036]其中，N
F
为做出错误共识行为的数量；N
T
为做出正确共识行为的数量；I
a
(N
F
)和I
b
(N
F
)为示性函数，且当N
F
≠0时，I
a
(N
T
)＝0，I
b
(N
F
)＝1；当N
F
＝0时，I
a
(N
T
)＝1，I
b
(N
F
)＝0；α5为偏重系数，且α5∈[0,1]；α6、α7分别为奖励系数和惩罚系数。
[0037]在本申请的一些实施例中，为了激励不同层企业节点参数共识的积极性，可以设置积分奖惩机制，例如：可以在每轮共识结束后，对拜占庭节点进行惩罚，扣除部分信誉积分；若本轮共识成功，则对非拜占庭节点进行奖励，增加信誉积分；此外，为了优化系统环境，提升用户对平台的信任度，可以将长期处于可疑节点集群的企业节点或者多次成为拜占庭节点的企业节点标记为恶意节点，并在每轮共识结束后，从区块链中清除恶意节点，消除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的服务型制造资源匹配方法，其特征在于，包括：建立基于区块链的供需匹配平台，所述区块链采用基于服务质量积分的拜占庭容错共识机制，为所有上链的制造服务商和资源供应商赋予信誉积分；接收制造服务任务；将接收到的制造服务任务分解成若干个子任务，每一个子任务可由单个制造服务商完成；从信誉积分靠前的制造服务商和资源供应商中分别筛选出一部分，对应放入备选制造服务池和备选资源池；从所述备选制造服务池中挑选制造服务商与子任务进行任务匹配；从所述备选资源池中挑选资源供应商与任务匹配成功的制造服务商进行资源匹配；匹配成功后，转入制造服务任务执行阶段。2.根据权利要求1所述的基于区块链的服务型制造资源匹配方法，其特征在于，所述基于服务质量积分的拜占庭容错共识机制包括：按照信誉积分从高到低的顺序，对区块链中的制造服务商和资源供应商进行企业节点分级，形成三个集群，分别为：可信节点集群、普通节点集群、可疑节点集群；从可信节点集群中选取一个企业节点作为主节点，对申请上链的企业节点进行响应；让可信节点集群和普通节点集群中的企业节点参与共识，可疑节点集群中的企业节点只备份共识结果；利用拜占庭容错共识算法，生成共识结果；每轮共识结束后，利用服务质量积分模型对各个企业节点的服务质量积分进行重新计算，以更新各个企业节点的信誉积分。3.根据权利要求2所述的基于区块链的服务型制造资源匹配方法，其特征在于，所述进入备选制造服务池的制造服务商和进入备选资源池的资源供应商属于可信节点集群和普通节点集群。4.根据权利要求2或3所述的基于区块链的服务型制造资源匹配方法，其特征在于，所述服务质量积分模型为：其中，分别表示第i个企业节点在t轮共识的服务质量积分、静态积分、动态积分；δ
t
为时间偏重影响因子，δ
t
的取值范围为(0,1)；所述静态积分的表达式为：其中，分别表示第i个企业节点的CPU内核数、内存容量、硬盘容量、抵押金额；分别表示第j项指标中的最大值和最小值；w
j
表示第j项指标的权重；N为参与共识的企业节点总数；所述动态积分的表达式为：其中，分别表示第i个企业节点的节点活跃度积分、节点贡献度积分；分别表示第i个企业节点的节点活跃度积分、节点贡献度积分；分别表示第j项指标中的最大值和最小值；W
j
表示第j项指标的权重。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的服务型制造资源匹配方法，其特征在于，所述节点活跃度积分的计算公式为：其中，h
i
、H
i
分别表示第i个企业节点的实际通信量、期望通信量；α1、α2用于调整积分的增长幅度，并设置α1＜α2；α3、α4用于控制对企业节点的惩罚程度，并设置α3＞α4；所述节点贡献度积分的计算公式为：其中，N
F
为做出错误共识行为的数量；N
T
为做出正确共识行为的数量；I
a
(N
F
)和I
b
(N
F
)为示...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光瑞，侯瑞春，李帅，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：