一种工业调度智能合约系统及其可适应性配置方法

本发明涉及智能配置的技术领域，尤其涉及到一种工业调度智能合约系统及其可适应性配置方法。

背景技术：

传统的调度系统将业务规则逻辑与主体代码紧耦合，当业务规则发生变更时，唯一的途径是修改代码。这种形式无法适应大规模个性化定制模式下智能合约形式的分布式自组织模式频繁变更或更新，导致智能合约系统无法完全适应动态的实际需求。另外，由于市场需求时刻变化，要求企业能够动态的调整生产计划，制造系统需要更具有柔性。客户的需求变得越来越多样化、个性化，定制化已成为一种必然趋势。现有方法无法满足智能合约系统作为分布式系统响应多变化需求的能力。频繁的配置修改也缺乏有依据的验证。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工业调度智能合约系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种工业调度智能合约系统，在各个制造单元节点上建立以区块链为核心的多代理自组织模型，运行智能合约，形成一个高鲁棒性、松散耦合过程控制网络；

各个分散代理节点通过事件触发方式驱动智能合约进行有序的局部任务规划自治与分布式交互协调；

其中，建立内部任务规划模块，赋予节点内局部动态规划自适应能力；以及，通过智能合约的去中心化自动执行脚本机制，支持节点间进行任务互适应主动调度，及时响应干扰和维持局部的稳态运行。

为实现上述目的，本发明另外提供一种工业调度智能合约系统的可适应性配置方法，包括以下步骤：

s1、通过api接口，各个信息系统发送制造单元所需的信息来进行初始化信息配置；制造单元的设备信息均包含在一张信息表中；

s2、当所有制造单元的初始化信息都配置完成后，触发区块链系统的相似度计算合约来进行信息相似度计算，得出各制造单元的相似度，并将相似度信息添加到信息表中；

s3、当上层智能网关领取相关任务，触发调度智能合约，传入包括生产计划，不良原因代码，工艺，加工时间和所需资源的加工信息在内的信息，并寻找空闲节点的计算机根据制造单元间设备相似度和任务量进行制造单元的设备安排重构；

s4、各个制造单元重构后进行自己的任务动态规划；

s5、通过api接口将各个制造单元的任务安排进行总体约束条件的仿真验证，如果不通过则返回步骤s3。

进一步地，所述信息表通过区块链的分布式数据库维护。

进一步地，所述步骤s2通过欧几里得距离或余弦相似度计算方法计算得出各制造单元的相似度。

与现有技术相比，本方案原理及优点如下：

1、在大规模个性化需求的工业时代，工业设备与网络物理系统(cps)互连，有助实现各个制造单元的设备快速重构配置。

2、通过区块链与设备代理服务器的通讯能使各种智能机器之间的高度自治成为可能，为分布式制造提供技术基础。

3、通过物联网信息采集、相似度计算模型、相似度与任务量的动态规划，实现制造信息运营协调，从而简化了智能机器的配置，提高了管理效率和应对隐性干扰和显式变化的系统柔性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种工业调度智能合约系统的运行逻辑设计示意图；

图2为本发明中一种工业调度智能合约系统的可适应性配置方法的原理流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，本实施例所述的一种工业调度智能合约系统，在各个制造单元节点上建立以区块链为核心的多代理(mas)自组织模型，运行智能合约，形成一个高鲁棒性、松散耦合过程控制网络；

各个分散代理节点通过事件触发方式驱动智能合约进行有序的局部任务规划自治与分布式交互协调；

其中，建立内部任务规划模块，赋予节点内局部动态规划自适应能力，这作为任务初始化分解的一种补充，可避免出现瓶颈以保持系统性能稳定；以及，通过智能合约的去中心化自动执行脚本机制，支持节点间进行任务互适应主动调度，及时响应干扰和维持局部的稳态运行，实现局部负荷的均衡和产出率极大化。

本工业调度智能合约系统中，涉及到的相应合约基本字段介绍如下：

相似度计算合约：

a)设备信息；

b)相似度计算算法；

调度合约：

a)任务信息；

b)制造单元；

c)节点寻优算法.

如图2所示，用于上述工业调度智能合约系统的可适应性配置方法，包括以下步骤：

s1、通过api接口，各个信息系统(如mes制造系统，仿真系统等)发送制造单元所需的信息来进行初始化信息配置，信息包括设备控制结构、加工能力、性能质量等，区块链的分布式数据库维护一张制造单元的设备信息表；

s2、当所有制造单元的初始化信息都配置完成后，触发区块链系统的相似度计算合约来进行信息相似度计算，通过欧几里得距离或余弦相似度计算方法，得出各制造单元的相似度，并将相似度信息添加到信息表中；

s3、当上层智能网关领取相关任务，触发调度智能合约，传入包括生产计划，不良原因代码，工艺，加工时间和所需资源(例如机床，车辆，夹具，工具，人员等)的加工信息在内的信息，并寻找空闲节点的计算机根据制造单元间设备相似度和任务量进行制造单元的设备安排重构；

s4、各个制造单元重构后进行自己的任务动态规划；

s5、通过api接口将各个制造单元的任务安排进行总体约束条件的仿真验证，如果不通过则返回步骤s3。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种工业调度智能合约系统，其特征在于，在各个制造单元节点上建立以区块链为核心的多代理自组织模型，运行智能合约，形成一个高鲁棒性、松散耦合过程控制网络；

各个分散代理节点通过事件触发方式驱动智能合约进行有序的局部任务规划自治与分布式交互协调；

其中，建立内部任务规划模块，赋予节点内局部动态规划自适应能力；以及，通过智能合约的去中心化自动执行脚本机制，支持节点间进行任务互适应主动调度，及时响应干扰和维持局部的稳态运行。

2.一种用于权利要求1所述工业调度智能合约系统的可适应性配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、通过api接口，各个信息系统发送制造单元所需的信息来进行初始化信息配置；制造单元的设备信息均包含在一张信息表中；

s2、当所有制造单元的初始化信息都配置完成后，触发区块链系统的相似度计算合约来进行信息相似度计算，得出各制造单元的相似度，并将相似度信息添加到信息表中；

s3、当上层智能网关领取相关任务，触发调度智能合约，传入包括生产计划，不良原因代码，工艺，加工时间和所需资源的加工信息在内的信息，并寻找空闲节点的计算机根据制造单元间设备相似度和任务量进行制造单元的设备安排重构；

s4、各个制造单元重构后进行自己的任务动态规划；

s5、通过api接口将各个制造单元的任务安排进行总体约束条件的仿真验证，如果不通过则返回步骤s3。

3.根据权利要求2所述的一种工业调度智能合约系统的可适应性配置方法，其特征在于，所述信息表通过区块链的分布式数据库维护。

4.根据权利要求2所述的一种工业调度智能合约系统的可适应性配置方法，其特征在于，所述步骤s2通过欧几里得距离或余弦相似度计算方法计算得出各制造单元的相似度。

技术总结
本发明公开了一种工业调度智能合约系统及其可适应性配置方法，第一方面，通过工业设备与网络物理系统(CPS)互连，有助实现各个制造单元的设备快速重构配置。第二方面，通过区块链与设备代理服务器的通讯能使各种智能机器之间的高度自治成为可能，为分布式制造提供技术基础。第三方面，通过物联网信息采集、相似度计算模型、相似度与任务量的动态规划，实现制造信息运营协调，从而简化了智能机器的配置，提高了管理效率和应对隐性干扰和显式变化的系统柔性。

技术研发人员：冷杰武;王德文;苏倩怡;周满;张虎;阮国磊
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2021.03.16
技术公布日：2021.07.23