[发明专利]面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度方法

权利要求书

1.一种面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)对面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度模型中涉及的每个工件的加工顺序、所分配的加工机器、计算任务中的子计算任务的划分以及计算任务中所选择的卸载方式进行编码，得到包括工序顺序层、机器分配层、计算任务划分层和计算任务分配层的四层编码，将实际问题转换为数字串形式；所述面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度模型为：

所有工件的最大完成时间为：

其中，mt_max表示所有工件的最大完工时间；s_ijk表示工序O_ij在加工机器M_k上的起始加工时间；mt_ijk表示工序O_ij在加工设备M_k上的工作时间；O_ij表示第i个工件的第j道工序；M_k表示第k台加工机器；n表示工件总数；q_i表示工件J_i的总工序数；J_i表示第i个工件；

所有计算任务的总延迟时间为：

其中，ct_total表示所有计算任务的总延迟时间；ct_ijk,h^L表示计算任务CT_ijk,h在本地的执行时间，即在加工设备M_k处的执行时间；表示计算任务CT_ijk,h在边缘计算节点E_v上的执行时间；ct_ijk,h^C表示计算任务CT_ijk,h在云计算中心的执行时间；CT_ijk,h表示工序O_ij在加工机器M_k上加工产生的第h类子计算任务T_h；E_v表示第v个边缘计算节点；

智能制造车间调度的目标为获得最短的最大完成时间和最短的总延迟时间，即：

min(mt_max)

min(ct_total)

约束条件为：

mt_ijk＞0，i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,q_i；k＝1,2,...,m

s_ijk+mt_ijk≤s_i(j+1)k,i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,q_i；k＝1,2,...,m

其中，m表示加工机器的数量；表示第h类子计算任务T_h在边缘计算节点E_v上的CPU计算频率；表示边缘计算节点E_v的总计算能力；h表示子计算任务指数，h＝1，2，…，a；a表示产生的子计算任务种类；ct_ijk,h表示CT_ijk,h的总执行时间；ct_ijk,h,max表示CT_ijk,h的最大容忍执行时间；u表示边缘计算节点总个数；v表示边缘计算节点指数，v＝1，2，…，u；

2)以最短的最大完成时间和最短的总延迟时间为目标并满足约束条件的求解条件，将步骤1)中编码得到的数字串代入优化算法中进行求解；

3)将求解得到的最优编码字符串解码为实际的加工任务和计算任务，实现智能制造车间的生产与计算任务之间的耦合调度。