在构造数控机床资源共享系统网络拓扑结构前,首先定义以下几个概念:时间成本函数 产品的价格与产品产出期密切相关,时间成本函数以任务完成时间为变量,用以描述任务完成时间与产品利润下降的关系.
零时间成本点 由于产品开发是一项并行工程,某一任务的提前完成,往往并不能提前产品的产出期.在零时间成本点前完成的任务,其时间成本函数值都为零,在零时间成本点后完成的任务,其时间成本函数值为正.
无效提前时间 指当任务在零时间成本点以前完成时,零时间成本点与任务完成时间的差值.
协商成本 由于某些紧迫任务的需要,任务之间会通过费用补偿的方式进行协商,以换取紧迫任务的提前执行,这一补偿费用就是协商成本.
时间成本 任务的时间成本函数值与协商成本之和.时间成本是资源租用者进行资源选择、任务协商和任务完成时间可接受性的主要判断依据.
任务成本 任务的加工成本与时间成本之和.
数控机床资源共享涉及到多智能体技术、网络技术、虚拟现实技术等多个技术领域,主要包含以下功能模块:用户功能模块 实现资源信息搜索、资源功能预评估等功能,同时,通过这一功能模块,用户可以依据任务的紧迫程度,建立任务时间成本函数和协商可接受的条件.
NC代码的3维仿真与优化模块 通过用户与虚拟数控机床之间的实时交互,实现面向加工成本的NC代码的3维仿真与优化,提高资源功能信息和租用成本信息的透明度.
资源调度与任务排序优化模块 资源调度与任务排序优化问题是一个复杂的组合优化问题,本研究以企业联盟总成本最小为目标,以负载平衡为原则,建立资源调度与任务排序优化模块.
为了有效地组织以上这些功能模块,使各模块间能高效地协同工作,首先要以功能模块为依据构造系统的网络拓扑结构.本研究提出并实现了WebBrowser-Web Server-Application Server-ResourceProvider四层网络拓扑结构.
网络拓扑结构映射了系统功能结构模型,描述如下:虚拟数控机床应用服务器(Web Browser-Web Server-Application Server1) 资源租用方通过Web Browser访问Web Server,搜索可共享的资源信息,如:数控机床类型、特性、刀具库、租用费用等,通过比较选择租用资源,然后根据所选择资源访问Application Server 1,进入虚拟数控机床系统,对NC代码进行面向加工成本的优化,获得优化的NC代码和反馈的加工成本信息.同时,依据任务的紧迫程度,建立任务时间成本函数和协商可接受的条件.
资源调度与任务排序优化应用服务器(WebBrowser-Web Server-Application Server 2) 用户将加工成本、时间成本函数、协商可接受条件,以及优化的NC代码、预估计的加工成本一起通过WebServer提交到Application Server 2.Application Server2收集已有任务队列和资源分配情况,通过任务之间的协商,对资源分配和任务队列进行优化,依次将任务提交到相应资源执行.
应用服务器与资源提供方(Application Server2-Resource Provider) 资源提供方可通过ResourceProvider服务器上载和更新资源信息库,同时,保留并更新资源状态和任务队列状态,向ApplicationServer 2实时反馈.
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