基于分层任务网络的云制造任务分解方法
刘明周 王 强 凌 琳
合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥,２３０００９
摘要:提出了一种基于顺序任务分解的云制造任务分解算法三首先给出云制造任务描述模型以及任务约束结构的相关定义,对制造任务粒度分析方法二制造任务内聚性度量方法和制造任务相关性度量方法进行了研究三然后,采用递归分解算法对任务进行优化分解,并在分解过程中考虑任务的资源匹配问题三最后,以某变速箱试制任务分解为实例验证了所提方法的可行性和有效性三
关键词:云制造;任务分解;任务粒度;分层任务网络中图分类号:TH １６６
DOI :１０．３９６９/j ．
issn．１００４-１３２X．２０１７．０８．００８Cloud Manufacturin g Task Decom p osition Method Based on HTN
LIU Min g zhou WANG Qian g LING Lin
School of Machiner y and Automobile En g ineerin g ,Hefei Universit y of Technolo gy ,Hefei ,２３０００９Abstract :A cloud manufacturin g task decom p osition al g orithm was p ro p osed herein on the basis of se q uential task decom p osition．Firstl y ,a descri p tive model of manufacturin g tasks and the related definitions of task constraint structures were p rovided were carried out．Then the researches of manu-facturin g task g ranularit y anal y sis method ,cohesion measurement method were carried out ,and cor-relation measurin g method．Then ,recursive decom p osition al g orithm was ado p ted to carr y out the tasks of o p timization decom p osition consistentl y ,considerin g the task resource matchin g p roblem dur-in g the decom p osition p rocesses．Finall y ,feasibilit y and effectiveness of the p ro p osed method was ver-ified b y an exam p le of a g earbox test-manufacturin g task decom p osition．
Ke y words :cloud manufacturin g ;task decom p osition ;task g ranularit y ;hierarchical task network (HTN )
收稿日期:２０１６
０４２７
０ 引言
合理的制造任务分解与规划是云制造服务平
台实现高效资源协同和共享的关键三目前,国内外学者对任务分解和规划方法的研究主要集中在任务流程建模以及任务相关关系分析两个方面三
常见的任务流程建模方法有图论法[１-２]
二设计
结构矩阵(desi g n structure matrix ,DSM )法[３]
和分层任务网络(hierarchical task network ,HTN )法[
４-５]
三任务流程建模方法很少考虑子任务的相关关系,任务相关关系是任务分解的重要依据,通过合理的分析规划能够有效提高任务执行的效率三安波等
[６]
通过构建扩散任务相关性模型,结
合粒子群聚类优化分解算法,实现对扩散任务的
有效分解;包北方等[７]
针对产品定制协同开发任
务分解缺乏综合定量分析的问题,提出一种综合考虑任务粒度二任务耦合度二任务均衡度的任务分
解系统模型;GERASOULIS 等[８]在建立任务相
关性模型的基础上,运用聚类算法得到具有合适粒度大小的任务分解方案三
上述方法在解决云制造环境下的制造任务分解问题时,存在任务分解与制造资源匹配脱节的
问题,另外,云制造任务的多样性要求在任务分解过程中需要有领域知识作为支撑三由此,云制造任务分解过程中,不仅需要考虑任务间的平衡性与任务粒度均衡性,还要考虑资源的匹配性与领域知识的完备性三基于此,本文设计了一种基于顺序任务分解(ordered task decom p osition ,
OTD )
的云制造任务递归分解算法三１ 云制造任务关联特性分析
１．１ 云制造任务约束结构
云制造任务执行的过程可以看作是一系列制造服务按照一定的时序和逻辑关系组合完成对应制造任务活动的过程,是制造服务与任务活动对象在时间二信息和实物流上的有机集合三任务活动对象在不同制造服务间的信息传递二实物流交互二时序约束等构成了复杂约束关系,并以此复杂关系为基础,完成整体制造任务的执行三本文将任务活动的约束结构定义为一个四元
组(T ,C ,D ,H ),其中,T 表示与该活动约束结构
相关的单元集合即任务活动集合;C ＝{(m ,r s )?
T ?D (T )}表示由多个单元确定的约束控制结构的集合,(m ,r s )表征约束中控制结构内各单元
四
４２９四中国机械工程第２８卷第８期２０１７年４月下半月
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