自动化任务调度方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及工业自动化与实验室信息管理系统，具体涉及一种自动化任务调度方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在化学分析、材料检测、生物实验等领域需要搬运机器人（agv）、分析仪、温箱等多类设备协同执行的自动化实验场景中，面向多设备、多工作流、多协议（tcp/mqtt/http/modbus等）的实验室自动化任务调度方法越来越多。相关技术中，现有的实验室任务自动化调度系统一般是按工作流定义顺序依次下发指令，调度策略固定，无法适应动态变化，在具体执行过程中仅做简单拓扑排序，按照先进先出的时序，调度并执行各工作任务，无法提前预测设备负载瓶颈，导致在任务执行时存在负载冲突，导致任务调度效率较低。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种自动化任务调度方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术无法提前预测设备负载瓶颈，导致在任务执行时存在负载冲突，导致任务调度效率较低的技术问题。

2、为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种自动化任务调度方法，包括以下步骤：对候选任务节点集进行校验，得到校验通过的合格任务节点集；调整合格任务节点集中各任务节点的优先级，得到预测任务节点集；基于预测任务节点集求解任务调度项信息，得到目标任务节点集，任务调度项信息至少包括各任务节点的任务计划时间，以及各任务节点与现场设备之间的负载分配关系；根据负载分配关系和任务计划时间更新预测任务节点集中各任务节点的调度字段，得到目标任务节点集，调度字段用于表征各任务节点的调度执行方案；基于调度执行方案执行任务节点，得到任务调度结果。

3、进一步的，对候选任务节点集进行校验，得到校验通过的合格任务节点集，包括：对候选任务节点集进行三重领取校验，得到中间任务节点集；对中间任务节点集进行规则校验，得到校验通过的合格任务节点集。

4、进一步的，三重领取校验包括：判断本机运行集中是否已存在候选任务节点集的任务节点，以执行第一重校验；判断分布式缓存中是否已标记候选任务节点集的任务节点，以执行第二重校验，分布式缓存用于存储未来需要执行的任务节点；将候选任务节点集的任务节点的状态从待执行更新为执行中，以执行第三重校验。

5、进一步的，调整合格任务节点集中各任务节点的优先级，得到预测任务节点集，包括：设置固定时间窗口，在时间窗口内，根据任务节点归属的设备类型划分为多个任务分组；根据任务分组的优先级检测任务节点的瓶颈值；确定瓶颈值大于第一预设阈值的第一任务节点，根据调整策略动态提高目标任务节点的优先级，得到预测任务节点集。

6、进一步的，基于预测任务节点集求解任务调度项信息，包括：获取预测任务节点集的任务节点总数和各任务节点的截止时间；在任务节点总数小于等于第二预设阈值时，采用贪心启发式求解任务调度项信息；在截止时间小于等于第一时间阈值时，采用最小松弛时间优先策略求解任务调度项信息，若所述最小松弛时间优先策略调用失败，则采用贪心启发式求解任务调度项信息；在预测任务节点集中任务节点的总数量大于第二预设阈值，且截止时间大于第一时间阈值时，采用混合整数约束规划求解任务调度项信息；在预测任务节点集中任务节点的总数量大于第二预设阈值，且大于第三预设阈值，采用邻域交换式求解任务调度项信息，所述第二预设阈值小于或等于所述第三预设阈值。

7、进一步的，调度执行方案包括三级执行方案，三级执行方案包括工作流级执行方案、节点级执行方案以及设备子流程级执行方案；工作流级执行方案为并行执行多个工作流，工作流通过任务节点的任务标识进行分组后得到；节点级执行方案为单工作流下，根据各任务节点的优先级顺序依次执行；设备子流程级执行方案为单工作流的子工作流下，根据各任务节点的执行动作决定下一步的执行任务节点依次执行，子工作流为应用于现场设备的至少一个工作任务。

8、进一步的，自动化任务调度方法，还包括：在调度执行结束或检测异常情况下，判断扰动类型并评估是否需要重规划，若需要则执行以下步骤；确定异常任务节点，异常任务节点为执行失败或者执行异常的任务节点；确定受异常任务节点影响的后继任务节点；将后继任务节点的任务调度项信息重置为待执行并清空任务计划时间，同时基于优先级为后继任务节点搜索替代现场设备；若成功，则基于替代现场设备执行后继任务节点；若失败，则生成告警信息。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种自动化任务调度装置，包括校验模块，用于对候选任务节点集进行校验，得到校验通过的合格任务节点集；

10、调整模块，用于调整合格任务节点集中各任务节点的优先级，得到预测任务节点集；

11、求解模块，用于基于预测任务节点集求解任务调度项信息，得到目标任务节点集，任务调度项信息至少包括各任务节点的任务计划时间，以及各任务节点与现场设备之间的负载分配关系；

12、更新模块，用于根据负载分配关系和任务计划时间更新预测任务节点集中各任务节点的调度字段，得到目标任务节点集，调度字段用于表征各任务节点的调度执行方案；

13、调度模块，用于基于调度执行方案调度任务节点，得到任务调度结果。

14、第三方面，本申请实施例提供了一种自动化任务调度设备，自动化任务调度设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的自动化任务调度程序，自动化任务调度程序配置为实现如上述的自动化任务调度方法。

15、第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，存储介质上存储有自动化任务调度程序，自动化任务调度程序被处理器执行时实现如上述的自动化任务调度方法。

16、本发明通过对候选任务节点集进行校验，得到校验通过的合格任务节点集；调整合格任务节点集中各任务节点的优先级，得到预测任务节点集；基于预测任务节点集求解任务调度项信息，得到目标任务节点集，任务调度项信息至少包括各任务节点的任务计划时间，以及各任务节点与现场设备之间的负载分配关系；根据负载分配关系和任务计划时间更新预测任务节点集中各任务节点的调度字段，得到目标任务节点集，调度字段用于表征各任务节点的调度执行方案；基于调度执行方案调度任务节点，得到任务调度结果，与现有技术相比，通过调整合格任务节点集中各任务节点的优先级，并预测求解各任务节点的任务节点的任务计划时间，以及各任务节点与现场设备之间的负载分配关系，提前规划各任务节点的执行方案，提高任务调度效率，避免了现有技术无法提前预测设备负载瓶颈，导致在任务执行时存在负载冲突，导致任务调度效率较低的技术问题。

17、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

1.一种自动化任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的自动化任务调度方法，其特征在于，所述对候选任务节点集进行校验，得到校验通过的合格任务节点集，包括：

3.根据权利要求2所述的自动化任务调度方法，其特征在于，所述三重领取校验包括：

4.根据权利要求1所述的自动化任务调度方法，其特征在于，所述调整所述合格任务节点集中各任务节点的优先级，得到预测任务节点集，包括：

5.根据权利要求1所述的自动化任务调度方法，其特征在于，所述基于所述预测任务节点集求解任务调度项信息，包括：

6.根据权利要求1所述的自动化任务调度方法，其特征在于，所述调度执行方案包括三级执行方案，所述三级执行方案包括工作流级执行方案、节点级执行方案以及设备子流程级执行方案；

7.根据权利要求1所述的自动化任务调度方法，其特征在于，所述自动化任务调度方法，还包括：

8.一种自动化任务调度装置，其特征在于，所述自动化任务调度装置包括：

9.一种自动化任务调度设备，其特征在于，所述自动化任务调度设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自动化任务调度程序，所述自动化任务调度程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的自动化任务调度方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有自动化任务调度程序，所述自动化任务调度程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的自动化任务调度方法。