一种面向云制造的企业间协同调度优化方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开一种面向云制造的企业间协同调度优化方法、系统及设备，涉及企业间协同调度领域，首先获取云制造环境下产品级制造任务集合；生成产品级制造任务顺序的实数序列；获取云制造环境下总虚拟制造资源集合；确定每个制造子任务对应的制造资源集合；根据制造资源集合生成制造资源选择的实数序列；根据制造子任务的处理时间、制造子任务单位成本数据、物流转运时间及物流转运成本，建立所有制造子任务生产与物流活动总成本、产品级制造任务最大完工时间及产品级制造任务超期时长的目标函数；根据目标函数，采用混合编码人工蜂群算法，确定生产计划。本发明专利技术能够实现制造资源的选择以及制造任务的排程优化，生成集成的企业间协同调度优化方案。同调度优化方案。同调度优化方案。

【技术实现步骤摘要】
一种面向云制造的企业间协同调度优化方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及企业间协同调度
，特别是涉及一种面向云制造的企业间协同调度优化方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]从最初ERP在制造业广泛使用的时代，到网络化制造、制造网格以及云制造被提出的今天，信息化手段在制造业中的地位逐步加强。云制造模式可对其覆盖下的制造企业以及各级生产单位带来巨大效益。不同于传统制造模式，云制造是一种面向服务的制造模式。多用户可以提交产品级制造需求（任务），由云制造平台进行处理，进而实现服务发现、匹配、选择和组合。通过调度将资源分配给提交的任务或将提交的任务分配给资源，最终高效完成多个制造任务的执行与交付。与传统制造模式相比，云制造不仅需要考虑工序在设备上的执行顺序，还需考虑云端所辖制造资源的选择、批量工序级制造任务在制造资源上的处理顺序以及分布于不同地理位置制造资源间的物流转运时间与成本。
[0003]近几十年来，对于云制造的企业间协同调度提出了大量的优化算法，如整数规划精确求解方法、多目标优化算法以及强化学习模型，但是在实际生产调度中存在许多的不足。例如，整数规划精确求解方法对于大规模协同调度场景的求解效率极低；多目标优化算法的帕累托准则无法给出一个确定性的求解方案，而是一个帕累托前沿解集；强化学习的求解效率虽快，但其优化效果不稳定，通常难以求得最优解。因此，难以有效用的应用于实际生产场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种面向云制造的企业间协同调度优化方法、系统及设备，能够实现制造资源的选择以及制造任务的排程优化，生成集成的企业间协同调度优化方案。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种面向云制造的企业间协同调度优化方法，包括：获取云制造环境下产品级制造任务集合；并生成产品级制造任务顺序的实数序列；所述云制造环境下产品级制造任务集合中包括多个产品级任务；每个产品级任务包括多个制造子任务。
[0006]获取云制造环境下总虚拟制造资源集合；并确定每个制造子任务对应的制造资源集合；并根据每个制造子任务对应的制造资源集合生成制造资源选择的实数序列；每个制造资源用于提供一项或多项制造服务。
[0007]制造子任务的处理时间、制造子任务单位成本数据、物流转运时间以及物流转运成本，建立基于产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列下的所有制造子任务生产与物流活动总成本、产品级制造任务最大完工时间以及产品级制造任务超期时长的目标函数。
[0008]根据目标函数，采用混合编码人工蜂群算法，确定生产计划。
[0009]可选地，所述根据目标函数，采用混合编码人工蜂群算法，确定生产计划，之前还包括：将产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列转换为时间表。
[0010]根据产品级制造任务对应的时间表确定产品级制造任务在目标函数的指标；所述指标包括：产品级制造任务最大完工时间、所有制造子任务生产与物流活动总成本以及产品级制造任务超期时长。
[0011]可选地，所述将产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列转换为时间表，具体包括：步骤1，判断产品级制造任务顺序的实数序列是否为空集；若不是空集，则令任务编号，表示选择中首位任务编码；从产品级制造任务编码中选取制造子任务进行操作，令，则表示选取第一个制造子任务开始执行步骤2；若为空，则转到步骤5。
[0012]步骤2，判断当前制造子任务是否满足包含的所有制造子任务的数量；若满足，则转到步骤3；反之，转到步骤4。
[0013]步骤3，获取制造子任务在制造资源选择的实数序列的位置上的制造资源选择编码j；若为第一个制造子任务，更新映射资源的结束时间；否则，获取前一制造子任务在的位置上的资源选择资源编码h，更新映射资源的结束时间为；更新、以及；随后令，继续转到步骤2；其中，为制造资源R
j
完成制造子任务的处理时间，为制造资源R
j
完成制造子任务的单位成本；TC
h，j
为制造资源R
h
到制造资源R
j
的物流转运成本，TT
h，j
为制造资源R
h
到制造资源R
j
的物流转运时间；表示任务编码q的所有制造子任务数量。
[0014]步骤4，从中删除产品级制造任务编码，转到步骤1。
[0015]步骤5，终止解码流程并输出各制造子任务的完工时间映射、对应制造资源的生产成本 和对应制造资源的物流转运成本。
[0016]可选地，所述目标函数为：。
[0017]其中，为目标优先因子；Q
T
为整数变量，代表产品级制造任务最大完工时间；Q
C
为整数变量，代表所有制造子任务生产与物流活动总成本；为整数变量，代表产品级制造任务超期时长。
[0018]可选地，所述混合编码人工蜂群算法在雇佣蜂阶段和跟随蜂阶段采用多点插入策略、区域扰动策略与局部搜索策略。
[0019]一种面向云制造的企业间协同调度优化系统，包括：产品级制造任务顺序编码模块，用于获取云制造环境下产品级制造任务集合；并生成产品级制造任务顺序的实数序列；
所述云制造环境下产品级制造任务集合中包括多个产品级任务；每个产品级任务包括多个制造子任务。
[0020]制造资源选择编码模块，用于获取云制造环境下总虚拟制造资源集合；并确定每个制造子任务对应的制造资源集合；并根据每个制造子任务对应的制造资源集合生成制造资源选择的实数序列；每个制造资源用于提供一项或多项制造服务。
[0021]目标函数建立模块，用于制造子任务的处理时间、制造子任务单位成本数据、物流转运时间以及物流转运成本，建立基于产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列下的所有制造子任务生产与物流活动总成本、产品级制造任务最大完工时间以及产品级制造任务超期时长的目标函数。
[0022]生产计划确定模块，用于根据目标函数，采用混合编码人工蜂群算法，确定生产计划。
[0023]一种面向云制造的企业间协同调度优化设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现所述的一种面向云制造的企业间协同调度优化方法。
[0024]可选地，所述存储器为计算机可读存储介质。
[0025]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0026]本专利技术所提供的一种面向云制造的企业间协同调度优化方法、系统及设备，获取云制造环境下产品级制造任务集合；并生成产品级制造任务顺序的实数序列；获取云制造环境下总虚拟制造资源集合；并确定每个制造子任务对应的制造资源集合；并根据每个制造子任务对应的制造资源集合生成制造资源选择的实数序列；即建立了制造任务顺序与制造资源选择的双编码结构，根据制造任务的处理时间、成本、交货期以及制造资源的物流转运时间、成本等数据，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向云制造的企业间协同调度优化方法，其特征在于，包括：获取云制造环境下产品级制造任务集合；并生成产品级制造任务顺序的实数序列；所述云制造环境下产品级制造任务集合中包括多个产品级任务；每个产品级任务包括多个制造子任务；获取云制造环境下总虚拟制造资源集合；并确定每个制造子任务对应的制造资源集合；并根据每个制造子任务对应的制造资源集合生成制造资源选择的实数序列；每个制造资源用于提供一项或多项制造服务；根据制造子任务的处理时间、制造子任务单位成本数据、物流转运时间以及物流转运成本，建立基于产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列下的所有制造子任务生产与物流活动总成本、产品级制造任务最大完工时间以及产品级制造任务超期时长的目标函数；根据目标函数，采用混合编码人工蜂群算法，确定生产计划。2.根据权利要求1所述的一种面向云制造的企业间协同调度优化方法，其特征在于，所述根据目标函数，采用混合编码人工蜂群算法，确定生产计划，之前还包括：将产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列转换为时间表；根据产品级制造任务对应的时间表确定产品级制造任务在目标函数的指标；所述指标包括：产品级制造任务最大完工时间、所有制造子任务生产与物流活动总成本以及产品级制造任务超期时长。3.根据权利要求2所述的一种面向云制造的企业间协同调度优化方法，其特征在于，所述将产品级制造任务顺序的实数序列和制造资源选择的实数序列转换为时间表，具体包括：步骤1，判断产品级制造任务顺序的实数序列是否为空集；若不是空集，则令任务编号，表示选择中首位任务编码；从产品级制造任务编码中选取制造子任务进行操作，令，则表示选取第一个制造子任务开始执行步骤2；若为空，则转到步骤5；步骤2，判断当前制造子任务是否满足包含的所有制造子任务的数量；若满足，则转到步骤3；反之，转到步骤4；步骤3，获取制造子任务在制造资源选择的实数序列的位置上的制造资源选择编码j；若为第一个制造子任务，更新映射资源的结束时间；否则，获取前一制造子任务在的位置上的资源选择资源编码h，更新映射资源的结束时间为；更新、以及；随后令，继续转到步骤2；其中，为制造资源R
j
完成制造子任务的处理时间，为制造资源R
j
完成制造子任务的单位成本；TC
h，j
为制造资源R
h
到制造资源R
j...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛欣，高晋升，周素霞，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：