一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法技术

本发明专利技术公开了一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法。本方法考虑到实际的工业环境中会存在多个任务具有相似或重叠的功能需求的特征，将多个任务进行打包，然后基于该打包的批量任务对工业软件组件进行装配，从而构建一个工业软件系统用于执行该批量任务。该方法相比以往的针对单一任务的工业软件组件装配构建方法，由于考虑到了多个功能需求相似或重叠的任务的同时执行，从而使得工业软件组件在执行这些任务的时候可以复用相似任务的执行结果，避免了多个任务的相似或重叠内容的重复执行的成本浪费，因此最终可以有效地降低执行批量任务的总成本。降低执行批量任务的总成本。

【技术实现步骤摘要】
一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法


[0001]本专利技术涉及工业软件系统领域，具体涉及一种可以同时满足多个任务的工业软件组件固定装配方法，该方法可以同时满足多个具有相似或重叠功能需求的任务。经过该方法所构建的工业软件系统可以批量执行多个具有相似或重叠功能需求的任务，任务在执行过程中的中间结果可以互相复用，从而避免了任务之间的相似内容的重复执行的浪费，最终有效地降低执行批量任务的成本代价。

技术介绍

[0002]工业软件是指应用于工业领域的相关软件和系统。中国作为制造业大国，工业产值在世界上占有举足轻重的地位。但是国产的工业软件与国际先进水平比较而言却差距很大，成为了中国与西方差距最大的行业。因此，工业软件在最近几年获得了国家的高度重视，也涌现了许多工业软件方面的研究成果和关键技术。
[0003]当前的工业软件系统所应用的环境通常具有大规模和动态复杂性的特征，业界采用了软件组件方法对工业软件系统进行构建。通过这种方法，软件系统由若干个具有自主性的软件组件装配构成；软件组件的装配构建根据所执行的任务的功能需求进行；最终，装配构建后的工业软件系统中的组件通过协同完成任务。组件化工业软件系统可以有效地适用于大规模动态复杂的工业环境，可以实现工业软件系统的应用定制化和可扩展性。而已有的工业软件组件装配构建方法都是针对单一任务的，也就是针对某个任务装配构建后的工业软件系统只能适用于该任务。因此，这种方法会导致相似任务或者具有重叠功能需求的任务之间无法复用彼此的执行结果，从而会导致大量的重复工作，浪费任务执行成本。
[0004]近年来，随着工业的发展，许多工业生产环境中的任务会有一些动态性的调整，因此会使得系统同时面临多个相似或具有重叠功能需求的复杂任务。实际上这些相似或具有重叠功能需求的复杂任务内部的许多子任务的结果是可以互相复用的。但是已有的面向单一任务的组件装配构建方法所开发的工业软件系统不能适用于多个任务。因此，对于每个任务需要重新装配构建一个新的工业软件系统来完成，这样就容易造成大量的重复工作的浪费。因此，本专利技术专利提出一个同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法。通过该方法所构建的工业软件系统可以同时适用于多个相似或具有重叠功能需求的复杂任务，从而任务之间的执行结果可以互相复用，避免了重复工作的浪费，最终有效地降低批量复杂任务的执行成本。这种方法可以解决解决多产品、多批次、多车间等复杂耦合场景下的绿色提效、弹性服务和智能部署问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术公开了一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，用以构建一个工业软件系统。通过该方法所构建的工业软件系统能同时适用于多个相似或具有重叠功能需求的复杂工业任务，使得这些任务的执行结果可以互相复用，从而避免了重复工作的浪费，最终有效地降低批量任务的执行成本。该装配构建方法包括四部
分：(1)批量任务执行的成本改善模型；(2)工业软件组件装配构建成本计算方法；(3)满足多个任务的工业软件组件装配构建优化目标；(4)软件组件的分布式装配构建过程。
[0006]一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，包括以下四部分：
[0007](1)批量任务执行的成本改善模型。当多个任务由同一个工业软件系统批量执行的时候，由于相似任务或有重叠功能需求的任务之间可以互相复用中间执行结果，从而避免了重复工作的浪费，因此总的执行成本会比原来的各个任务由不同的工业软件系统单独执行的情况要低。该专利技术对这种多个任务批量执行的成本改善情况进行了建模，该成本改善模型由批量任务中的任务相似性和任务数量决定。如果同一批任务的功能需求相似程度越高，那么越有利于改善任务执行成本；同样，当同一批执行的任务数量越多时，任务执行成本也会获得更大的改善。
[0008](2)工业软件组件装配构建成本计算方法。本专利技术提出了工业软件组件装配构建成本的计算方法，装配构建一个工业软件系统的成本包括如下：装配成本(主要由构建一个工业软件系统所包含的组件数量决定)；批量任务执行成本(任务通过批量执行成本改善后的实际成本)；构建一个工业软件系统的软件组件之间的通信成本。因此，总的工业软件组件装配构建成本是该三部分成本的加权之和。
[0009](3)满足多个任务的工业软件组件装配构建优化目标。本专利技术提出了满足多个任务的工业软件组件装配构建的优化目标，也就是寻找能将上述第2部分的工业软件组件装配构建成本最小化的组件集合进行装配。
[0010](4)软件组件的分布式装配构建过程。为了达到第3部分的优化目标，提出了工业软件组件的价值模型，一个工业软件组件对批量任务的价值由如下几部分决定：软件组件的功能与批量任务功能需求的匹配程度；软件组件在工业环境中的位置；软件组件执行该批量任务的成本。然后在工业软件组件价值模型的基础上，设计了软件组件的分布式装配构建过程：首先寻找针对该批量任务的价值最高的软件组件；然后通过该软件组件寻找协同价值最大的其他软件组件装配到软件系统中；系统中的已有软件组件按照协同价值寻找其他的合适软件组件进行装配。该过程一直重复，直到所装配构建的软件系统能满足该批量任务的所有功能需求。
[0011]有益效果：
[0012](1)降低执行批量任务的成本。通过将相似或具有重叠动能需求的多个任务分配给同一工业软件系统批量执行，这些任务的执行结果可以相互复用，从而避免了重复工作的浪费，可以有效地降低执行批量任务的成本。
[0013](2)减少工业软件装配构建成本。当系统面临着许多复杂任务的时候，可以将相似或具有重叠功能需求的任务打包，然后针对该打包的批量任务进行软件组件的装配，构建相应的工业软件系统。这种方式不需要对每个任务单独进行装配构建，因此减少了工业软件装配构建成本。
[0014](3)提高工业软件系统对复杂工业任务的适应性。本专利技术专利所提出的方法构建所得到的工业软件系统可以同时适应于多个相似或具有重叠功能需求的任务，因此比以往的针对单个任务的工业软件系统具有更高的适应性。
附图说明
[0015]图1是满足多个任务的工业软件组件装配构建方法流程
具体实施方式
[0016]本专利技术公开了一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，主要包括四部分： (1)批量工业任务执行的成本改善模型；(2)工业软件组件装配构建成本计算方法；(3) 满足多个任务的工业软件组件装配构建优化目标；(4)软件组件的分布式装配构建过程。
[0017]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0018]本专利技术所述的同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，具体实施步骤如下：
[0019](1)批量任务执行的成本改善模型。假设有数量为m的一批任务集合T，T＝{task
i
|1≤i≤m}。假设T中有两个任务task1和task2，该两个任务所需要的功能数量分别为x和y；task1所必须的功能需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，其特征在于：该方法包括如下部分：(1)批量任务执行的成本改善模型；(2)工业软件组件装配构建成本计算方法；(3)满足多个任务的工业软件组件装配构建优化目标；(4)软件组件的分布式装配构建过程。2.根据权利1所述的一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，其特征在于：第(1)部分中所设计的批量任务执行的成本改善模型中的成本改善的程度与任务集合T中的任务的数量以及功能需求差异度相关。对于任务集合T中的任意任务task
i
，假设单独执行task
i
的原始成本为cost(task
i
)，如果T中的所有任务被同一工业软件系统批量执行，那么通过批量执行改善后的最终成本为：其中为打折函数，其取值范围为[0,1]，其取值随着自变量的增加而单调下降；δ(T)为批量任务集合T中的所有任务的功能需求差异度。3.根据权利1所述的一种同时满足多个任务的工业软件组件装配构建方法，其特征在于：第(2)部分中的工业软件组件集合A针对批量任务T的装配构建成本包括如下因素：装配成本Assem(|A|)、批量任务执行成本Cost(T)、构建一个工业软件系统的软件组件之间的通信成本Com
A
(T),如下所示：4.根据权利1所述的一种同时满足多个任务的工业软件组件装配方法，其特征在于：第(2)部分的满足多个任务的工业软件组件装配构建优化目标为：最小化针对批量任务集合T的工业软件组件装配构建成本。假设工业环境中所有可用的工业软件组件集合为W，那么满足多个任务的工业软件组件装配构建优化目标就是：针对任务集合T寻找一个工业软件组件子集使得其工业软件组件装配构建成本最小化，如下所示：满足:满足:其中Function
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋玖川，蒋嶷川，黎国华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：