[发明专利]一种基于复杂网络的制造网格复杂任务资源节点选择方法

权利要求书

1.一种基于复杂网络的制造网格复杂任务资源节点选择方法, 其特征在于，包括以下步骤：

(1）对复杂制造任务进行分解：根据制造任务要求，复杂制造任务分解成适合于网格资源节点加工的可并行或串行执行的相关的n个子任务t_i（i =1，2，…n）；

具体如下：

1.1）将复杂制造任务T按加工需求分解成n个子任务t_i；

1.2）如果t_i是最小子任务，则进入步骤2）；否则进入步骤(1.3）；

1.3）对非最小子任务进行满意度测评，若达到任务分解平均满意度后则不必再分解，进入步骤2）；否则回到步骤1.1）继续对该任务进行分解；

2）对分解后的子任务进行约束关系分析，构建制造网格中针对复杂制造任务的制造资源连通图，形成制造网格资源节点复杂网络；

具体如下：

2.1）对步骤（1）中分解的子任务进行约束关系分析，所述约束关系包括自由约束、并联约束和串联约束；

2.2）根据各子任务之间的关联约束关系，构建制造网格中针对复杂制造任务的制造资源连通图；

2.3）约束关系将复杂制造任务T的子任务t_i在网格上的各个资源节点之间进行分配，获得各个子任务的所有分配组合，将每种组合对应一种制造网格资源节点调度的网络结构，从而在制造网格中构建针对复杂制造任务T的制造资源节点复杂网络；

3）对制造网格复杂网络包括节点的度及其分布、节点的角色、节点间的平均路径长度和各个节点的聚类系数的动力学特性进行分析；

4）确定完成复杂制造任务T的4个优化指标TQCS，按照需要设置这4个优化指标TQCS的权重系数；所述优化指标TQCS为：T：执行时间最小；Q：完工质量最好；C：执行成本最低；S：服务质量最佳；

5）用全局最优选择算法对制造网格的资源节点进行优化选择。

2.根据权利要求1所述的制造网格复杂任务资源节点选择方法，其特征在于，所述步骤1.3）中满意度测评的方法为：

设计组通过模糊变量集{很不满意，不满意，一般，满意，很满意}来表示，并分别以数值{0，0.25，0.5，0.75，1}来量化表示；平均满意度设计为：

其中，m为设计组个数，S_ij为设计组j对任务t_i的满意程度。

3.根据权利要求1所述的制造网格复杂任务资源节点选择方法，其特征在于，步骤3）中动力学特性分析采用以下公式：

其中，资源节点平均度k表达为：

                           （1）

式（1）中，k_i是资源节点的度，N是制造网格中制造资源节点的个数；

资源节点度分布表达为：

                           （2）

式（2）中，N为制造网格资源节点总数，N_k为度值为k的节点个数；

节点的角色，用于表示节点在整个制造网格资源节点复杂网络中所产生的影响力，表示为复杂网络中通过节点的网络流：

                            （3）

式（3）中，n为制造网格资源节点的个数，g_st为网络中节点对(Ns,Nt)之间不包括回路的所有路径数，g_st,i为节点对(Ns,Nt)之间经过节点Ni的路径数；

资源节点Ni的平均路径长度为：

                            （4）

式（4）中，l_ij为所有连通节点对（N_i,N_j）的通路中经过其它节点最少的路径的边数，N为网络中的节点总数；

资源节点N_i的聚类系数为：

                             （5）

式（5）中，k_i为节点N_i的度，即存在k_i条边将节点N_i与网络中其他节点相连，n_i为k_i个节点之间实际存在的边数。

4.根据权利要求1所述的制造网格复杂任务资源节点选择方法，其特征在于，所述全局最优选择算法为遗传算法或禁忌搜索算法。