【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及云制造，具体为基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法。
技术介绍
1、云制造是一种新兴的制造模式，它结合了云计算、物联网、大数据等新兴技术，可以实现制造业的数字化、智能化、网络化和服务化转型，云制造平台主要包括资源服务提供商、资源服务需求商以及云服务提供商，云制造平台最基本的功能是rsp首先在云制造平台上进行注册发布可用的资源服务，rsd通过云制造平台发布自己的制造任务，csp管理云平台对发布的资源服务与制造任务进行匹配使得最终制造任务可以被完成。
2、目前，虽然在服务搜索、组合优化等方面已经做了大量的研究，但是在这些方面仍然存在着一些显著的问题。例如，在服务的搜索方面，搜索的准确性还有待提高；在服务的组合优化方面实际生产中的某些qos值(例如：时间)是不确定的，只能限制在某一范围，但现有研究基本上把这种qos值当作定值来进行计算。
3、综上所述的问题，为此，我们提出基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，解决了现有的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，包括以下步骤：
3、s1、在提出云制造能力需求模型的基础上，采用领域本体树的概念提出了概念相似度、句子相似度和数值相似度的计算方法，实现了基于语义相似度的云制造能力需求智能化服务搜索；
4、s2
5、s3、通过实验对比发现所提出的方法优于现有方法并实现了云制造能力需求智能匹配原型系统。
6、优选的，所述步骤s1的云制造能力需求模型主要包括任务需求、制造能力、搜索匹配、服务组合；
7、其中，任务需求指的是rsd向csp提出的制造任务需求以及相应的任务参数，一般要将rsd提出的任务需求分解为子任务；
8、制造能力又被称作制造服务，主要是指可以解决某个子任务的能力，一般由rsp上传到csp；
9、搜索匹配主要是指csp根据子任务与制造能力的描述信息，从众多的制造能力中找出可以解决子任务的制造能力；
10、搜索匹配给每个子任务都找到了一些可以满足条件的制造能力，服务组合主要是给每个子任务挑选出一个制造能力，使得最后组合后可以高效的完成任务需求。
11、优选的，所述概念相似度的计算方法，包括以下步骤：
12、语义信息量的定义如公式(1)所示：
13、
14、式中p(cj)为概念cj出现的概率，parent(cj)为概念cj的父亲节点，其中p(r)＝1，r表示本体树中的根节点，n'表示parent(cj)的子节点的个数；
15、本体树中边的权重定义如公式(2)所示：
16、
17、概念ct和cs间的距离定义如公式(3)所示：
18、
19、式中weightj表式从概念ct到cs所要经过的路径权重；
20、概念ct和cs间的语义相似度定义为公式(4)所示：
21、simw(ct,cs)＝1-dis(ct,cs) (4)。
22、优选的，句子的相似度计算应该包括词形相似度、语序相似度和句长相似度，在计算各种相似度之前需要对句子进行提取关键词并赋权，并采用jieba分词工具包中的分词算法和tf-idf算法对词语进行提取并获得相应的权重，并对其进行归一化，归一化的方法为使用当前数值除以权重的最大值。
23、优选的，数值相似度的计算分为精确数相似度和区间数相似度，对于精确数相似度，如果两个数相同，则相似度为1，否则相似度为0，如公式(5)所示：
24、
25、其中nt和ns分别表示两个精确数；
26、对于区间数的相似度计算，分为弱相似度计算和强相似度计算；
27、区间数的弱相似度计算如公式(6)所示：
28、
29、其中，nt表示任务给出的区间数，ns表示服务给出的区间数，||表示区间的长度；
30、区间数的强相似度计算如公式(7)所示：
31、
32、其中，字母含义与弱相似度计算相同。
33、优选的，云制造能力需求智能化服务搜索，包括：
34、步骤1：通过制造服务描述中的s_basic中的s_basic_state对云平台中的制造服务进行过滤，只保留状态为空闲的制造服务；
35、步骤2：分别从基本属性、功能属性和非功能属性三个层级对制造服务进行搜索:；
36、步骤3：综合三个层级的搜索结果进行综合搜索，得出最终的css为下一步的组合优化提供基本数据。
37、一种基于改进pso算法的服务组合方法，包括以下步骤：
38、s21、构建目标函数：优化指标包括时间、成本、维护周期，可靠性，稳定性，能耗以及历史评价；
39、s211、各指标的综合求解
40、在服务搜索时是基于子任务的，构建总任务的各指标求解方式，子任务的个数为n；
41、1)时间
42、对于总时间我们通过求和来进行计算，如公式(8)所示：
43、
44、其中t0,1表示资rsd到子任务一的rsp所在的城市所需的时间，ti表示完成第i个子任务所需的时间，ti,i+1为第i个子任务的rsp所在的城市到第i+1个子任务的rsp所在的城市所花费的时间，tn,0表示最后一个子任务完成后运送到rsd所在城市所用的时间；
45、2)成本
46、总成本的算法与总时间的算法基本相同，如公式(9)所示：
47、
48、其中c0,1表示rsd到子任务一的rsp所在的城市所需的成本，ci表示完成第i个子任务所需的成本，ci,i+1为第i个子任务的rsp所在的城市到第i+1个子任务的rsp所在的城市所花费的成本，cn,0表示最后一个子任务完成后运送到rsd所在城市所用的成本；
49、3)维护周期
50、维护周期我们使用组合中各个子任务的最短维护时间来进行计算，如公式(19)所示：
51、
52、其中mi表示第i的子任务的维护周期；
53、4)可靠性
54、对于可靠性，我们使用各子任务的可靠性的乘积来进行计算，如公式(11)所示：
55、
56、其中ri表示完成子任务i的可靠性；
57、5)稳定性
58、与可靠性相同，如公式(21)所示：
59、
60、其中sti表示完成子任务i的稳定性；
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【技术保护点】
1.基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，所述步骤S1的云制造能力需求模型主要包括任务需求、制造能力、搜索匹配、服务组合；
3.根据权利要求1所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，所述概念相似度的计算方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，句子的相似度计算应该包括词形相似度、语序相似度和句长相似度，在计算各种相似度之前需要对句子进行提取关键词并赋权，并采用jieba分词工具包中的分词算法和TF-IDF算法对词语进行提取并获得相应的权重，并对其进行归一化，归一化的方法为使用当前数值除以权重的最大值。
5.根据权利要求4所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，数值相似度的计算分为精确数相似度和区间数相似度，对于精确数相似度，如果两个数相同，则相似度为1，否则相似度为0，如公式(5)所示：
6.根据
7.根据权利要求1所述的一种基于改进PSO算法的服务组合方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，所述步骤s1的云制造能力需求模型主要包括任务需求、制造能力、搜索匹配、服务组合；
3.根据权利要求1所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，所述概念相似度的计算方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于语义相似度的云制造能力需求模型与匹配方法，其特征在于，句子的相似度计算应该包括词形相似度、语序相似度和句长相似度，在计算各种相似度之前需要对句子进行提取关键词并赋权，并采用j...
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