[发明专利]一种基于k_Dijkstra算法的云制造服务组合优化方法

说明书

本发明提供了一种基于k_Dijkstra算法的云制造服务组合优化方法，本发明通过将云制造服务组合优选问题转变为标准有向图问题，对于标准有向图依据次短路径定理、路径扩展方法和Dijkstra算法提出了云制造模式下前k条最短路径算法，即k_Dijkstra算法，并以此提出前k条最长路径算法，通过结合前k条最短路径算法和前k条最长路径算法提出云制造模式下前k条最短和最长路径算法，实现了云制造模式下组合服务的优化，通过优选服务时间、服务费用、制造能力以及综合能力，可有效帮助云制造企业降低生产成本，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及云制造技术领域，更具体地，涉及一种基于k_Dijkstra算法的云制造服务组合优化方法。

背景技术

云制造是先进信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合产品，是制造即服务理念的体现，采取包括云计算在内的当代信息技术前沿理念，支持制造业在广泛的网络资源环境下，为产品提供高附加值、低成本和全球化制造的服务。

由于构成云制造能力的各类服务资源，如设计服务、生产服务以及产品服务等通常体现出模糊、不确定、动态等特点，难以使用统一模型描述。不同子服务方其资源代价以及物流代价均不同，云制造企业难以从众多服务方中选择最优服务方案，云制造服务组合缺少优化，使得云制造企业的生产成本较高和生产效率较低。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中云制造企业难以选择最优服务方案的问题，提供一种基于k_Dijkstra算法的云制造服务组合优化方法，实现获得云制造服务最优方案，降低生产成本，提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种基于k_Dijkstra算法的云制造服务组合优化方法，包括以下步骤：

将云制造模式下服务组合方案有向图转变为标准有向图；

对于标准有向图，利用k_Dijkstra算法求解前k条最短路径和前k条最长路径；

判断服务组合优选方案为前k条最短路径问题还是最长路径问题，并通过云制造模式下相应的前k条最短路径算法或前k条最长路径算法求解最优解。

优选地，所述将云制造模式下服务组合方案有向图转变为标准有向图具体操作如下：

对于前n-1个阶段子任务，将结点的资源代价累加到由前一阶段结点到该结点的路径中，释放结点的资源代价，即该路径上的资源代价为原路径资源代价与该路径终点的结点的资源代价之和；

对于第n个子任务，结点的资源代价为0，路径上资源代价即为原路径资源代价。

优选地，所述利用k_Dijkstra算法求解前k条最短路径具体操作如下：

通过Dijkstra算法求得最短路径S₀，在最短路径的基础上，利用次短路经定理可以得到第二条最短路径，在第二条最短路径的基础上继续使用次短路径定理，以此循环m-1次，得到前m条最短路径S₁、S₂…S_m，再次通过路径扩展方法，对通过次短路径求得的路径S₁、S₂…S_m进行扩展，得到p条扩展路径S₁₁、S₁₂…S_1P、S₂₁、S₂₂…S_2p…S_m1、S_m2…S_mp，最后通过排序算法对得到的m*p条路径从小到大进行排序，取前k条路径作为前k条最短路径。

优选地，所述利用k_Dijkstra算法求解前k条最长路径具体操作如下：