[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

说明书

本发明公开了一种面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度模型，通过对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调度分配，从而能够得到所有工件的最大完成时间和所有计算任务的总延迟时间，以最短的最大完成时间和最短的总延迟时间为目标，从而可以求解到满足约束条件的耦合智能制造车间的生产与计算任务的调度方案，即本发明面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度模型，能够同步优化生产任务的完工时间和计算任务的卸载时间。本发明还公开了一种面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度方法。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，具体的为一种面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度方法。

背景技术

在现如今的智能车间当中，工厂制造水平得到了很大的提升，生产任务也随之越来越复杂，并且随着物联网技术的快速发展，智能车间中的每个机器进行加工时均会产生大量的数据。对这些数据的处理也就产生了计算任务。加工机器作为终端设备，往往缺乏对这些计算任务进行处理所需的存储空间和计算能力，故需要将计算任务卸载到车间的边缘计算节点或云计算中心进行计算。目前对生产任务的调度优化和计算任务的卸载优化都是单独进行的，然而实际上两者是强耦合的，单一方面的优化不可避免地会导致另一方面的目标受损。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度方法，能够同步优化生产任务的完工时间和计算任务的卸载时间。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种面向智能制造车间生产与计算任务的耦合调度模型，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：