[发明专利]一种基于供需关系的制造服务自适应调度方法

说明书

本发明涉及一种基于供需关系的制造服务自适应调度方法，包括以下步骤：1.解析制造服务供需关系，并基于供需关系构建制造服务调度问题模型；2.对系统负载状态及余度进行动态评估；3.根据供需波动对动态调度情境进行识别；4.面向不同的调度情境，制定自适应规则并进行匹配；5.初次调度时生成制造服务自适应调度方案，之后每当调度情境变化时更新方案。本发明能够有效反映基于供需关系的制造服务调度系统状态，并能保证调度系统的调度方案能够始终适应当前系统状态，以实现任务的高效分配以及调度系统的高效运行。

技术领域

本发明属于面向服务的制造系统中制造服务调度技术领域，具体涉及一种基于供需关系的制造服务自适应调度方法。

背景技术

在制造服务系统的生产调度过程中，其要素对象可以被分为三类：调度任务需求，调度服务资源以及调度环境。其中，调度任务需求一般指制造服务及生产过程中产生的需求，包括车间物料配送过程、建筑项目的各个阶段、计算机程序的执行等。每个任务都包含各种属性，包括且不限于优先级水平、时间限制、完成质量情况等。调度服务资源一般指制造资源或制造能力通过制造服务系统感知接入、虚拟化、服务化封装等处理后得到的资源，包括但不限于车间的物料、机器、项目参与人员、计算机处理器等。任务需求与服务资源共同处于特定的调度环境下，并且受到环境的约束与影响，通过优化求解的方法实现对一个或多个目标的优化。

传统调度方法主要可以分为静态调度和动态调度两类，这两种方法均基于调度环境不变这一假设。然而，在实际生产过程中，由于外部环境的不断改变调度环境也会随之改变，传统调度方法的适应性不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供一种基于供需关系的制造服务自适应调度方法，自适应调度方法通常指在动态调度的过程中，考虑调度环境的因素，根据不同的调度环境选取不同的调度方法或调度规则，以使调度过程更加适应环境的变化，得到更符合实际的优化调度方案。该方法包括解析制造服务系统供需关系、构建基于供需关系的调度问题模型、基于供需关系评估系统状态、基于系统状态制定自适应调度规则以及调度方案的生成与执行5个步骤。本发明能够有效反映基于供需关系的制造服务调度系统状态，并能保证调度系统的调度方案能够始终适应当前系统状态，以实现任务的高效分配以及调度系统的高效运行。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于供需关系的制造服务自适应调度方法，包括如下步骤：

步骤1：解析制造服务供需关系，并基于供需关系构建制造服务调度问题模型；在生产制造的过程中，通过信息化的手段或预测的方式获取制造服务系统中的供需状态；构建基于供需关系的任务与资源模型；根据一段时间内N个调度任务T_n,n＝1,2,3...,N，调度任务的属性包括任务到达时间，任务截止时间，任务所需服务种类及数量，以及服务工序，W_m个制造服务资源M^w，w＝1,2,3...,W_m，制造服务资源的属性包括资源的种类及数量构建模型。

步骤2：对系统负载状态及余度进行动态评估；计算调度任务负载时，考虑到任务的数量、任务所需资源及任务的紧迫性；同时，通过计算当前可调用资源种类与数量，考虑资源的稀缺性与重要性，得出当前系统可调用资源的服务能力；然后，通过比较系统负载状态及系统可用服务能力动态地评估系统的余度；

步骤3：根据供需波动对动态调度情境进行识别；考虑到制造服务系统供需的波动性与不确定性，制定基于供需波动的动态调度情境识别方法，考虑一段时间内供需关系的变化特征，并根据不同特征设计制定不同的调度情境，从而根据不同的供需关系特征识别不同的调度情境；

步骤4：基于不同的调度情境与系统状态，制定自适应调度规则；对于动态调度问题，结合不同调度情景分别制定自适应调度规则或调度阈值，当系统状态满足重调度触发条件时，触发一次重调度流程，对当前系统中还未执行的任务进行调度；