一种产业链路制造资源的构建方法及装置

技术领域

本发明涉及制造资源快速重构领域，尤其是对离散制造资源调的度优化方法，具体的说是一种产业链制造资源的构建方法及装置。

背景技术

随着传统制造业的快速发展，制造市场需求不断呈现出个性化、多样化的趋势，这对于传统流水线大批量的生产模式带来巨大挑战。为了快速响应市场的变化，满足个性化、多样化的制造需求，提高制造设备与生产线的生产柔性已成为整个制造行业共同努力的目标，其关键之一是对现有制造资源进行有效且快速的重构，而将制造任务与制造资源的快速、准确匹配又是制造资源快速重构的重点。

要实现制造资源的快速重构，需要将现有的制造资源信息进行采集和整理，在基于大量历史制造数据的前提下，对现有制造任务进行匹配。因此，需要对制造资源构建本体库和知识库，完成对制造资源的整合，以此达到快速、准确地对制造任务进行匹配的目的。

公开号为CN111582561A，公开日为2020.08.25的中国发明专利申请公开了一种面向小批量多品种的可重构生产线调度优化方法，该方法构建了制造资源的本体和推理机制，实现了制造资源的知识表达，从决策层面优化了单批次生产过程的资源配置。这种方法的不足之处是：没有系统地整合制造资源，在资源配置过程中仅依靠优化算法进行定制调度，难以保证结果的合理性和可行性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可根据历史制造数据对现有制造任务进行相似度匹配，以此进行制造资源配置，获得更加符合实际制造过程的匹配结果的产业链路制造资源的构建方法及装置。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种产业链路制造资源的构建方法，包括：

构建制造资源及历史数据的知识图谱模型；

根据制造任务对现有数据进行相似度匹配，利用所述知识图谱模型筛选出符合条件的制造资源；

确定制造资源个体评估规则；

根据所述个体评估规则对筛选出的制造资源进行个体分析评估，获得最优匹配对象。

作为优选的一种技术方案，所述构建制造资源及历史数据的知识图谱模型，进一步包括：

构建制造资源和制造任务的本体模型；所述本体模型包括知识图谱实体类型与知识图谱属性类型；

构建制造资源和制造任务的知识库；

根据制造资源的实时状态更新知识库。

进一步的，所述知识图谱实体类型包括：设备类型、刀具类型、加工材料、制造精度；所述知识图谱属性类型包括：设备编号、设备位置、运行状态、加工类型、加工特征、制造周期。

作为优选的技术方案，所述构建制造资源和制造任务的知识库，进一步包括：使用NLP技术对制造资源和历史制造任务信息进行采集，获得结构化的数据，与构建完成的实体和属性相对应，存储到图数据库中。

优选的，所述根据制造任务对现有数据进行相似度匹配，进一步包括：

确定制造任务相似度匹配规则；

将现有制造任务与历史制造任务进行相似度匹配；

将匹配结果对应的制造资源加入待选集合。

作为优选的技术方案，所述确定制造任务相似度匹配规则，进一步包括：

根据制造任务的各项实体和属性确定相似度算法；

根据所述相似度算法比较两个制造任务对应实体或属性的相似度百分比p

进一步的，所述将现有制造任务与历史制造任务进行相似度匹配，进一步包括：

计算所有n项实体和属性相似度的加权和，即

优选的，所述评估规则根据制造资源运行状态、负载率、制造成本所确定。

另一方面，本发明还提供一种产业链路制造资源的构建装置，包括：

构建模块，用于构建制造资源及历史数据的知识图谱模型；

筛选模块，用于根据制造任务对现有数据进行相似度匹配，利用所述知识图谱模型筛选出符合条件的制造资源；

确定模块，用于确定制造资源个体评估规则；

个体分析评估模块，用于根据所述个体评估规则对筛选出的制造资源进行个体分析评估，获得最优匹配对象。

本发明相对于现有技术的有益效果是：通过对制造资源和历史制造任务信息构建知识图谱模型，随着数据量的增加，模型规模不断扩大，对制造资源匹配的结果可靠性不断增强，形成一个良性循环的匹配系统；

另外，根据现有数据对制造任务进行相似度匹配，获得更加接近实际生产环境的匹配结果；

另外，对制造资源进行个体分析评估，实现设备利用率最大化、负载均衡、成本最低的目的。

附图说明

图1是本发明提供的一种产业链路制造资源的构建方法的流程图；

图2是本发明一实施例中制造资源和制造任务本体模型图；

图3是本发明一实施例中制造资源和制造任务知识图谱示意图；

图4是发明提供的一种产业链路制造资源的构建装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本实施例提供一种产业链路制造资源的构建方法，具体包括以下步骤：

S10：构建制造资源及历史数据的知识图谱模型；

具体的，首先需要构建制造资源和制造任务的本体模型，在本实施例中，参照图2，构建4种知识图谱实体类型和6种知识图谱属性类型以完成制造资源和制造任务知识图谱实体关系的设计。所述知识图谱实体类型包括：设备类型、刀具类型、加工材料、制造精度。所述知识图谱属性类型包括：设备编号、设备位置、运行状态、加工类型、加工特征、制造周期。其中设备类型、刀具类型、设备编号、设备位置、运行状态用于构建制造资源本体的构建，加工材料、制造精度、加工类型、加工特征、制造周期用于制造任务本体的构建。

接着，构建制造资源和制造任务的知识库，具体的是使用NLP技术对制造资源和历史制造任务信息进行采集，获得结构化的数据，与构建完成的实体和属性相对应，存储到图数据库中，在本实施例中，采集现有制造资源和制造任务的属性信息，使用NLP技术获得结构化数据，将数据存储在Neo4j图形数据库中，得到如图3所示的数据结构。

最后，根据制造资源的实时状态更新知识库，具体的，对现有制造资源状态进行实时监控，当运行状态发生变化后，将更新后的数据上传到图数据库中，实现数据库中的数据与实际一致。

S20：根据制造任务对现有数据进行相似度匹配，利用所述知识图谱模型筛选出符合条件的制造资源；

具体的，首先，需要制定制造任务相似度匹配规则；在本实施例中，对当前需要匹配的制造任务的属性制定具体相似度算法，对各项属性设定相似度权重q

接着，将现有制造任务与历史制造任务进行相似度匹配；具体的，分别计算当前制造任务与数据库中的历史制造任务T1、T2、T3、T4各项属性相似度p

最后，将匹配结果对应的制造资源加入待选集合；具体的，对筛选出的相似任务查找其对应的制造资源，作为符合加工条件的可用资源，用于下一步对资源个体的评估筛选。

S30：确定制造资源个体评估规则；

具体的，考虑制造资源的运行状态、负载率、制造成本等因素，对每个制造资源的属性进行定量评估，对于一个制造资源的评估，以设备利用率最大化、负载均衡、成本最低为目的，进行评估规则设计。

S40：根据所述个体评估规则对筛选出的制造资源进行个体分析评估，获得最优匹配对象；具体的，对于不同制造任务可赋予属性不同权重，若是成本优先的任务，可赋予制造成本更大的权重，若是效率优先的任务，可赋予负载率更大的权重。

该构建方法相比传统的制造资源调度优化方法，该方法应用知识图谱技术，对制造资源进行整合，构建庞大的知识体系，可根据历史制造数据对现有制造任务进行相似度匹配，以此进行制造资源配置，获得更加符合实际制造过程的匹配结果。

在另外一实施例中，本发明还一种产业链路制造资源的构建装置，参照图4，该构建装置具体包括：

构建模块100，用于构建制造资源及历史数据的知识图谱模型；在此需要说明的是，由于具体的构建方式以及过程在上述产业链路制造资源的构建方法的步骤S10中已经详细阐述，故在此不再赘述。

筛选模块200，用于根据制造任务对现有数据进行相似度匹配，利用所述知识图谱模型筛选出符合条件的制造资源；在此需要说明的是，由于具体的筛选方式以及过程在上述产业链路制造资源的构建方法的步骤S20中已经详细阐述，故在此不再赘述。

确定模块300，用于确定制造资源个体评估规则；在此需要说明的是，由于具体的确定方式以及过程在上述产业链路制造资源的构建方法的步骤S30中已经详细阐述，故在此不再赘述。

个体分析评估模块400，用于根据所述个体评估规则对筛选出的制造资源进行个体分析评估，获得最优匹配对象；在此需要说明的是，由于具体的个体分析评估方式以及过程在上述产业链路制造资源的构建方法的步骤S40中已经详细阐述，故在此不再赘述。

另外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的任何产业链路制造资源的构建方法的部分或全部步骤。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的用于实现服务链的方法的示例性流程图。应指出的是，以上描述中包括的大量细节仅是对本发明的示例性说明，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该方法可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、包含、功能等关系可以与所描述和图示的不同。