[发明专利]一种基于边缘计算的钢铁行业云排产方法

权利要求书

1.一种基于边缘计算的钢铁行业云排产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤(1)建立一个高度解耦合的云边协作的钢铁行业云排产框架，分为边缘预处理与通用型求解两个模块并分别部署在边缘服务器与云排产平台上且能够独立运行；

步骤(2)在实际的生产场景中，生产工艺与约束条件各不相同，需要在推导出此类排产问题的一般求解流程后提炼出共性的求解方法与一般流程，即将生产工艺满足程度刻画为任意两块板坯i，j之间的综合属性差异cost_i,j；

步骤(3)生产计划的工艺满足程度合理性表示问题转化为最小化生产计划序列中的综合属性差异cost，生产计划序列中任意两块板坯间的综合属性差异由步骤(2)所得，并结合工艺满足程度确定最终的优化目标，该优化目标即为生产计划制定结果质量好坏的衡量标准；

步骤(4)根据优化目标与函数关系，设计并优化边缘服务器的预处理模块g(X,α)，完成对板坯工艺满足程度的评价与分析，其中X表示边缘服务器的输入数据，α表示用于提取工业信息的参数向量，同时还要设计合理的云排产平台通用求解模块h(G)，根据接收到的中间结果G进行通用型的排产算法求解并返回排产结果；

步骤(5)结合步骤(4)中所得的边缘预处理模块g(X,α)与云排产平台通用求解模块h(G)，对输入的工业排产数据进行云边协同模式下的云排产任务计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的钢铁行业云排产方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述云边协作的排产框架具体设计如下：

(1.1)建立云边协作的排产框架总体范式如下，其中f(X,α)表示对某工艺的排产任务，g(X,α)表示边缘个性化预处理模块，h(G)表示云排产平台求解模块：

f(X,α)＝h(g(X,α))

(1.2)对于边缘预处理模块来说，其中工业原始数据X与参数向量α是整个排产任务的输入与起点，g(X,α)是由边缘服务器根据具体的工艺需求、生产逻辑与约束条件自定义的个性化预处理模块，输入的排产任务在边缘服务器处经过个性化预处理模块后转化成为标准形式的中间结果G，形式如下：

G＝g(X,α)

(1.3)对于云平台通用型求解模块来说，中间结果G为从原始工业数据中提取出的可直接用于排产算法求解且不直接包含板坯真实属性信息的标准形式的数据，云排产平台仅通过接收到的标准的中间结果G即可进行通用型的求解，f表示云排产的结果：

f＝h(G)

(1.4)在云边协作的排产框架中，边缘服务器的主要任务就是设计合理的个性化预处理函数模块g(X,α)，根据输入的工业数据与参数向量得到与云平台交互的中间结果G；云排产平台的主要任务就是设计合理的函数模块h(G)，根据接收到的中间结果G进行通用型的排产算法求解并返回排产结果。

3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的钢铁行业云排产方法，其特征在于，步骤(2)中，将生产工艺满足程度刻画为任意两块板坯i，j之间的综合属性差异cost_i,j以及此类排产问题的一般流程，具体方法如下：

(2.1)其中板坯i,j之间的综合属性差异cost_i,j表示为板坯之间各属性差异加权和的形式，其中attr_k表示板坯的第k项属性，A表示板坯所有属性的集合，表示板坯i,j在属性attr_k上的差异程度，α_k表示当前属性k权重,具体公式如下：

(2.2)至此，将工艺满足程度表示为板坯i,j之间的综合属性差异cost_i,j，而此类排产问题的本质目标就是最小化生产计划序列中各板坯之间的cost总和，故而可推导出此类高级计划排程问题的流程如下：

(a)通过刻画工艺满足程度将其表示为板坯间的综合属性差异；

(b)最小化生产计划序列中板坯之间的综合属性差异以最大程度地满足工艺需求；

(c)在此基础上结合最小化工时、最小化延期数量等常规优化目标进行优化求解。