KR102250716B1 - Scheduling system under blockchain mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 블록체인 기반 스케줄링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a blockchain-based scheduling system.
블록체인은 주기적으로 생성한 블록(block)들을 체인(chain) 형태로 관련자 모두가 분산 저장하는 기술로, 하나의 블록은 블록 생성 시간, 이전 블록의 해쉬(hash) 및 거래(처리) 내역들의 정보를 포함하고 있다. 비트코인(bitcoin)의 경우, 블록은 10분마다 하나씩 생성되고, 이더리움(Ethereum)의 경우, 블록은 약 14초마다 하나씩 생성된다. 그리고, 이미 생성된 블록은 관련자 모두에게 공개되므로, 생성된 블록의 내용이 수정되기는 어렵다. 또한, 이미 생성된 블록 간 순서는 해쉬코드를 이용하여 유지되므로, 모든 거래(처리) 순서도 수정되지 않는 구조를 가지고 있다. 따라서, 블록체인의 공유를 통한 투명성, 분산처리, 다수결 기반의 블록 생성을 통한 무결성 등의 장점을 활용하기 위하여, 블록체인은 금융거래, 공공서비스, 물류(공급망 관리)분야 등에 적용되고 있다.Blockchain is a technology that distributes and stores periodically generated blocks in the form of a chain, and one block is the information of the block creation time, the hash of the previous block, and the details of the transaction (processing). It includes. In the case of bitcoin, a block is generated every 10 minutes, and in the case of Ethereum, a block is generated approximately every 14 seconds. In addition, since the block that has already been created is disclosed to all relevant persons, it is difficult to modify the contents of the generated block. In addition, since the order between blocks that have already been created is maintained using a hash code, the order of all transactions (processing) is not modified. Therefore, in order to utilize the advantages of transparency through the sharing of the blockchain, distributed processing, and integrity through the creation of blocks based on majority vote, the blockchain is being applied in the fields of financial transactions, public services, and logistics (supply chain management).
블록체인 기술의 적용 분야가 다양해지고 있기는 하지만, 블록체인 플랫폼에서의 공급망 관리 외에, 생산계획 및 통제를 위해 블록체인 기술이 적용된 사례는 많지 않은 상태이다.Although the field of application of blockchain technology is becoming more diverse, there are not many cases where blockchain technology is applied for production planning and control other than supply chain management in the blockchain platform.
블록체인 기술이 생산계획 및 통제에 적용된 사례로는, IoT(Internet Of Things)의 보안 취약성 문제 해결을 위한 방안으로, 블록체인 기술이 활용될 수 있음이 밝혀진 바가 있고, 제조 공급망에서의 제조 로트의 정보와, 흐름 및 거래 이력 추적을 위하여 블록체인이 사용될 수 있음을 보인 사례가 있다. 이와 더불어, 스마트공장의 IoT 등의 자원접속 권한 제어를 위해 블록체인 기술이 이용될 수 있음을 보인 사례도 있다. 그러나, 이들 사례는 보안 취약성의 보완 및 정보이력 추적성의 블록체인 강점이 활용되는 사례이다.As an example of applying blockchain technology to production planning and control, it has been found that blockchain technology can be used as a solution to the security vulnerability of IoT (Internet Of Things). There is an example that has shown that blockchain can be used for tracking information, flow and transaction history. In addition, there is a case in which blockchain technology can be used to control the right to access resources such as IoT in smart factories. However, these cases are cases in which the strength of the blockchain of complementing security vulnerabilities and traceability of information history is utilized.
그러나, 블록체인의 다른 주요 강점 중 하나인 분산처리의 효과를 증대하기 위한 활용 방안 및 적용 방법에 대한 것은 부족한 상태이다. 특히, 제조업이나 서비스업에서의 생산 또는 서비스 계획, 통제를 위한 작업일정 계획 수립 문제와 같이 처리할 작업 수가 커지면, 일정계획 수립에 걸리는 시간이 매우 증가하는 NP-complete 문제를 해결하기 위한 수단으로서의 블록체인 기술의 활용방안에 대한 제시는 전무한 실정이다.However, there is a lack of utilization and application methods to increase the effectiveness of distributed processing, which is one of the other major strengths of the blockchain. In particular, when the number of tasks to be processed increases, such as production or service planning in manufacturing or service industries, and work schedule planning for control, blockchain as a means to solve the NP-complete problem, which greatly increases the time required for scheduling. There is no presenting a plan to utilize the technology.
따라서, 블록체인의 강점을 활용한 주기적 일정 계획(periodic scheduling)을 수립하는 기술의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a technology to establish periodic scheduling that utilizes the strengths of the blockchain.
본 발명은 블록체인의 주기적 블록 생성, 생성된 블록의 수정 불가능, 구성원들의 분산화된 블록 생성 개념을 이용하여, 블록체인 플랫폼에서 작업일정계획을 수립하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a blockchain-based scheduling system that establishes a work schedule plan in a blockchain platform by using the concept of periodic block generation of a block chain, unmodifiable of the generated block, and decentralized block generation of members.
본 발명의 일 측면에 따르면, 블록체인 기반 스케줄링 시스템이 개시된다.According to an aspect of the present invention, a blockchain-based scheduling system is disclosed.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템은, 처리할 작업에 대한 작업정보를 입력받아 작업을 접수하고, 상기 접수된 작업을 주기별로 분류하는 접수기, 상기 접수기에 의하여 분류된 작업의 주기에 따라 상기 접수된 작업에 대한 작업일정계획을 수립하는 복수의 스케줄러, 상기 복수의 스케줄러가 수립한 복수의 작업일정계획 중에서 미리 설정된 선택기준에 따라 어느 하나를 선택하는 선택기 및 상기 선택기에 의하여 선택된 작업일정계획을 블록으로 생성하고, 상기 생성된 블록을 상기 복수의 스케줄러로 방송하는 방송기를 포함하되, 상기 복수의 스케줄러는 각각 상기 방송기로부터 수신된 상기 블록을 추가하여 블록체인을 형성하여 현시점의 직전 주기까지 처리한 작업들에 대한 작업일정계획을 확정한다.The blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention receives a job information for a job to be processed, receives a job, and classifies the received job by period, and a period of the job classified by the receiving unit. According to a plurality of schedulers for establishing a work schedule plan for the received job according to, a selector for selecting any one according to a preset selection criterion among a plurality of work schedule plans established by the plurality of schedulers, and a job selected by the selector It includes a broadcaster that generates a schedule as a block and broadcasts the generated block to the plurality of schedulers, wherein each of the plurality of schedulers forms a block chain by adding the blocks received from the broadcaster to form a block chain immediately preceding the current period. Finalize the work schedule for the tasks that have been processed up to.
상기 접수기는 주기별로 주기시간을 입력받아 주기별 주기시간을 설정하고, 상기 분류에 따라 주기별로 처리할 작업들의 정보를 상기 복수의 스케줄러로 전송하되, 상기 주기별 주기시간은 모두 동일하게 설정되거나, 작업 처리 요청수에 반비례하게 설정된다.The receiver receives a periodic time for each period, sets a periodic time for each period, and transmits information on jobs to be processed for each period according to the classification to the plurality of schedulers, wherein the periodic times for each period are all set the same, or It is set in inverse proportion to the number of processing requests.
상기 복수의 스케줄러는, 사용자에 의하여 지정된 작업일정계획 수립 방법을 설정하고, 상기 설정된 작업일정계획 수립 방법을 이용하여 작업일정계획을 생성하고, 상기 생성된 작업일정계획을 상기 선택기로 송신하되, 상기 작업일정계획 수립 방법은, 작업처리시간이 긴 작업을 먼저 처리하는 LPT(Longest Processing Time) 방법, 접수시간이 빠른 작업부터 먼저 처리하는 ERD(Earliest Ready Date) 방법, 다수의 작업일정계획 중에서 더 나은 일정계획을 탐색해가면서 더 이상 좋은 일정계획이 없다고 판단될 때의 작업일정계획을 선택하는 PSO(Particle Swarm Optimization) 방법 및 혼합정수계획법(MIP: Mixed Integer Programming)을 포함한다.The plurality of schedulers sets a work schedule plan establishment method specified by a user, generates a work schedule plan using the set work schedule plan establishment method, and transmits the generated work schedule plan to the selector, wherein the The work schedule planning method is the LPT (Longest Processing Time) method, which processes jobs with a long processing time first, the ERD (Earliest Ready Date) method, which processes jobs with a fast reception time first, and is better among a number of work schedule plans It includes the PSO (Particle Swarm Optimization) method and MIP (Mixed Integer Programming), which selects the work schedule plan when it is determined that there is no more good schedule plan while exploring the schedule plan.
상기 작업일정계획 수립 방법이 상기 혼합정수계획법으로 설정되는 경우, 상기 복수의 스케줄러는, 하기 수학식을 이용하여 현재 주기의 주기시간 T동안에 처리할 작업들의 makespan(Cmax)을 최소화하는 작업일정계획을 산출한다.When the work schedule plan establishment method is set to the mixed constant planning method, the plurality of schedulers use the following equation to minimize the makespan (C max) of tasks to be processed during the cycle time T of the current cycle. Yields
여기서, Cik는 작업설비 i에서 k번째로 처리되는 작업의 완료시간이고, Xijk는 작업설비 i에서 작업 j가 k번째로 처리될 때에만 1의 값을 가지는 0 또는 1의 변수이고, i=1, 2, …, M이고, j=1, 2, …, n이고, k=1, 2, …, n이다.Here, C ik is the completion time of the k-th task processed in the work facility i, X ijk is a variable of 0 or 1 that has a value of 1 only when the work j is processed in the k-th time in the work facility i, i =1, 2,… , M, and j=1, 2,… , n, and k=1, 2,… , n.
상기 복수의 스케줄러는 상기 처리할 작업이 접수되기를 대기하고, 상기 처리할 작업이 접수되면, 소속된 작업설비의 가장 빠른 작업시작시각을 확인하고, 상기 확인된 가장 빠른 작업시작시각에 따른 작업일정계획을 생성한다.The plurality of schedulers wait for the job to be processed to be received, and when the job to be processed is received, check the earliest job start time of the affiliated work facility, and plan the work schedule according to the identified fastest job start time. Is created.
상기 선택기는 사용자 입력에 따라 상기 선택기준을 설정하고, 상기 설정된 선택기준을 이용하여, 수신된 각 스케줄러의 작업일정계획 중 어느 하나를 선택하되, 상기 선택기준은 makespan이 가장 작은 작업일정계획이거나 가장 빨리 수립된 작업일정계획이다.The selector sets the selection criteria according to user input, and selects any one of the received work schedule plans of each scheduler using the set selection criteria, and the selection criteria is the work schedule plan with the smallest makespan or the most It is a work schedule plan established quickly.
상기 선택기준으로서 상기 makespan이 가장 작은 작업일정계획이 선택되는 경우, 상기 선택기는 상기 혼합정수계획법을 이용하여 각 스케줄러의 작업일정계획 중 어느 하나를 선택한다.When the work schedule plan having the smallest makespan is selected as the selection criterion, the selector selects any one of the work schedule plans of each scheduler using the mixed constant planning method.
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템은, 블록체인의 주기적 블록 생성, 생성된 블록의 수정 불가능, 구성원들의 분산화된 블록 생성 개념을 이용하여, 블록체인 플랫폼에서 작업일정계획을 수립할 수 있다.The blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention can establish a work schedule plan on the blockchain platform by using the concept of periodic block generation of the block chain, unmodifiable of the generated block, and decentralized block generation of members. have.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 블록체인 기반 스케줄링 시스템이 설비에 배치된 예시를 나타낸 도면.
도 3 내지 도 5는 도 1의 블록체인 기반 스케줄링 시스템의 각 구성의 동작방법을 나타낸 흐름도.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example in which the blockchain-based scheduling system of FIG. 1 is arranged in a facility.
3 to 5 are flowcharts illustrating an operation method of each component of the block chain-based scheduling system of FIG. 1.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Singular expressions used in the present specification include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various elements or various steps described in the specification, and some of the elements or some steps It may not be included, or it should be interpreted that it may further include additional components or steps. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 블록체인 기반 스케줄링 시스템이 설비에 배치된 예시를 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 5는 도 1의 블록체인 기반 스케줄링 시스템의 각 구성의 동작방법을 나타낸 흐름도이다. 이하, 도 1을 중심으로, 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템에 대하여 설명하되, 도 2 내지 도 5를 참조하기로 한다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which the blockchain-based scheduling system of FIG. 1 is arranged in a facility, and FIG. 3 To FIG. 5 is a flowchart showing an operation method of each component of the block chain-based scheduling system of FIG. 1. Hereinafter, focusing on FIG. 1, a block chain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention will be described, with reference to FIGS. 2 to 5.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템은 접수기(10), 복수의 스케줄러(20), 선택기(30) 및 방송기(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention includes a
접수기(10)는 처리할 작업에 대한 작업정보를 입력받아 처리할 작업을 접수하고, 접수된 작업을 주기별로 분류한다.The
복수의 스케줄러(20)는 접수기(10)에 의하여 분류된 작업의 주기에 따라 접수된 작업에 대한 작업일정계획을 수립한다.The plurality of
선택기(30)는 복수의 스케줄러(20)가 수립한 복수의 작업일정계획 중에서 미리 설정된 선택기준에 따라 어느 하나를 선택한다.The
방송기(40)는 선택기(30)에 의하여 선택된 작업일정계획을 블록으로 생성하고, 생성된 블록을 복수의 스케줄러(20)로 방송한다.The
여기서, 각 스케줄러(20)는 방송기(40)로부터 수신된 블록을 추가하여 블록체인을 형성하여 현시점의 직전 주기까지 처리한 작업들에 대한 작업일정계획을 확정할 수 있다.Here, each
본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템의 각 구성요소는 유선 또는 무선 통신방식으로 통신 연결되되, 불록체인 통신 표준이나 사실상 표준(de facto standard)에 따른 통신방식이 이용될 수 있다.Each component of the blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention is connected to communication by a wired or wireless communication method, but a communication method according to a block chain communication standard or a de facto standard may be used.
스케줄러(20), 선택기(30) 및 방송기(40)는 하나의 작업설비 또는 컴퓨팅 자원 내에 설치되어 운영될 수 있다.The
예를 들어, 도 2를 참조하면, 각 작업설비(111, 112, 113)에 동일한 기능의 선택기(30) 및 방송기(40)가 하나씩 설치되고, 작업설비(111, 112, 113)별로 스케줄러(20-1, 20-2, 20-3)가 설치될 수 있다. 여기서, 각 스케줄러(20-1, 20-2, 20-3)는 작업설비(111, 112, 113)별로 서로 다른 방법으로 동작될 수 있다.For example, referring to FIG. 2, a
도 2에 도시된 바와 같이, 병렬구조를 가지는 복수의 작업설비(111, 112, 113)는 작업주문 처리설비(110)로부터 처리할 작업을 전달받아서 처리하여 배출한다. 여기서, 작업주문 처리설비(110)에 접수기(10)가 설치되어 운영될 수 있다.As shown in FIG. 2, a plurality of
본 발명의 실시예에 따른 작업은, 제조시스템에서 반제품이나 원재료가 될 수 있으나, 정보시스템에서는 데이터가 될 수 있으므로, 작업의 처리결과는 작업처리 요구조건에 따라 완제품이나 정보 등이 될 수 있다.A job according to an embodiment of the present invention may be a semi-finished product or raw material in a manufacturing system, but may be data in an information system, and thus a result of processing of the job may be a finished product or information according to a job processing requirement.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템의 각 구성의 동작방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of operating each component of a blockchain-based scheduling system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
우선, 도 3을 참조하면, 도 3은 접수기(10)의 동작방법을 나타낸다.First, referring to FIG. 3, FIG. 3 shows a method of operating the
S310 단계에서, 접수기(10)는 처리할 작업에 대한 작업정보를 입력받아 처리할 작업을 접수한다.In step S310, the
S320 단계에서, 접수기(10)는 주기별로 주기시간을 입력받아 주기별 주기시간을 설정한다.In step S320, the
S330 단계에서, 접수기(10)는 접수된 처리할 작업을 주기별로 분류한다.In step S330, the
S340 단계에서, 접수기(10)는 주기별 분류에 따라 주기별로 처리할 작업들의 정보를 복수의 스케줄러(20)로 송신한다.In step S340, the
예를 들어, 접수기(10)는 주기별 주기시간을 입력받아 설정한 후, 처리할 작업이 접수되기를 대기하고, 처리할 작업이 접수되면, 접수된 처리할 작업을 주기별로 분류할 수 있다.For example, the
여기서, 주기별 주기시간은 작업일정계획을 수립하고자 하는 사용자에 의하여 임의의 값으로 지정될 수 있다.Here, the periodic time for each period may be designated as an arbitrary value by a user who wants to establish a work schedule plan.
주기별 주기시간은 모두 동일하게 설정되거나, 시간흐름에 따른 작업 처리 요청의 패턴에 따라 짧거나 길게 설정될 수 있다. 즉, 작업 처리 요청수가 많은 시간대에는, 주기별 주기시간이 짧게 설정되고, 반대로, 작업 처리 요청수가 적은 시간대에는, 주기별 주기시간이 길게 설정될 수 있다. 또한, 주기별 주기시간은 작업설비(111, 112, 113)별로 다르게 설정될 수도 있다. 다만, 주기별 주기시간은 블록체인 플랫폼에서의 블록크기 제약에 따라 설정되어야 한다.The cycle time for each period may be set to be the same, or may be set to be short or long according to a pattern of a request for processing a job according to a time flow. That is, in a time period with a large number of job processing requests, the periodic periodic time may be set to be short, and on the contrary, in a time period with a small number of job processing requests, the periodic periodic time may be set long. In addition, the cycle time for each cycle may be set differently for each
이러한 주기별 주기시간의 설정을 통해, 주기별로 처리할 작업들의 정보가 형성됨으로써, 순차적으로 작업일정계획이 수립될 수 있다.Through the setting of the cycle time for each cycle, information on tasks to be processed for each cycle is formed, so that a work schedule plan can be sequentially established.
다음으로, 도 4를 참조하면, 도 4는 각 스케줄러(20)의 동작방법을 나타낸다.Next, referring to FIG. 4, FIG. 4 shows an operation method of each
S410 단계에서, 스케줄러(20)는 방송기(40)가 방송한 작업일정계획 정보를 수신한다. 여기서, 방송기(40)는 선택기(30)에 의하여 선택된 작업일정계획을 블록으로 생성하고, 생성된 블록을 복수의 스케줄러(20)로 방송한다.In step S410, the
S420 단계에서, 스케줄러(20)는 방송기(40)로부터 수신된 블록을 추가하여 블록체인을 형성하여 현시점의 직전 주기까지 처리한 작업들에 대한 작업일정계획을 확정한다. 여기서, 블록체인은 현재까지 작업설비(111, 112, 113)별로 확정된 작업일정계획에 추가로 확장된 작업일정계획이 덧붙여서 생성될 수 있다.In step S420, the
S430 단계에서, 스케줄러(20)는 사용자에 의하여 지정된 작업일정계획 수립 방법을 설정한다. 예를 들어, 사용자는 생성된 블록체인과 스케줄러(20)가 소속된 작업설비(111, 112, 113)의 상태를 고려하여 적당한 작업일정계획 수립 방법을 지정할 수 있다.In step S430, the
예를 들어, 작업일정계획 수립 방법에는, 작업처리시간이 긴 작업을 먼저 처리하는 LPT(Longest Processing Time) 방법, 접수시간이 빠른 작업부터 먼저 처리하는 ERD(Earliest Ready Date) 방법, 다수의 작업일정계획 중에서 더 나은 일정계획을 탐색해가면서 더 이상 좋은 일정계획이 없다고 판단될 때의 작업일정계획을 선택하는 PSO(Particle Swarm Optimization) 방법 등이 있다. 이러한 작업일정계획 수립 방법 중에서 하나가 선택되어 스케줄러(20)에 의하여 사용될 수 있다.For example, in the work schedule planning method, the LPT (Longest Processing Time) method, which processes jobs with long processing time first, the ERD (Earliest Ready Date) method, which processes jobs with fast reception time first, and multiple work schedules. There is a PSO (Particle Swarm Optimization) method that selects a work schedule when it is determined that there is no more good schedule while searching for a better schedule among the plans. One of these work schedule planning methods may be selected and used by the
S440 단계에서, 스케줄러(20)는 설정된 작업일정계획 수립 방법을 이용하여 작업일정계획을 생성하고, 생성된 작업일정계획을 선택기(30)로 송신한다.In step S440, the
예를 들어, 각 스케줄러(20)는 처리할 작업이 접수되기를 대기하고, 처리할 작업이 접수되면, 소속된 작업설비(111, 112, 113)의 가장 빠른 작업시작시각을 확인하고, 확인된 가장 빠른 작업시작시각에 따른 작업일정계획을 생성할 수 있다. 이어, 각 스케줄러(20)는 생성된 작업일정계획을 선택기(30)로 송신함으로써, 소속된 작업설비(111, 112, 113)의 작업일정계획 수립이 완료되었음을 선택기(30)로 통지할 수 있다.For example, each
본 발명의 실시예에 따르면, 작업일정계획 수립 방법은, LPT 방법, ERD 방법 및 PSO 방법 외에, 혼합정수계획법(MIP: Mixed Integer Programming)으로 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of establishing a work schedule may be set to a mixed integer programming method (MIP) in addition to the LPT method, the ERD method, and the PSO method.
이하에서는, 작업일정계획 수립 방법으로서, 혼합정수계획법이 설정된 경우, 스케줄러(20)가 혼합정수계획법을 이용하여 작업일정계획을 수립하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, as a method of establishing a work schedule plan, when a mixed water purification planning method is set, a method of establishing a work schedule plan by the
특정 주기의 주기시간이 T이고, 주기시간 T 동안에 도착한 n개의 작업을 M개의 동일한 병렬의 작업설비를 이용하여 처리하는 것으로 가정하기로 한다. 그리고, 각 작업 j는 rj의 시점에 접수되고, tj의 처리시간을 필요로 하는 것으로 가정하기로 한다. 그리고, 작업일정계획의 수립을 통해 결정해야 하는 결정변수로서, Cik를 작업설비 i에서 k번째로 처리되는 작업의 완료시간(completion time)이라고 가정하기로 한다. 그리고, Xijk를 작업설비 i에서 작업 j가 k번째로 처리될 때에만 1의 값을 가지는 0 또는 1의 정수 변수라고 가정하기로 한다. 여기서, i=1, 2, …, M이고, j=1, 2, …, n이고, k=1, 2, …, n이다.It is assumed that the cycle time of a specific cycle is T, and n tasks that arrive during the cycle time T are processed using M identical parallel work facilities. And, it is assumed that each job j is received at the time point r j and requires a processing time of t j. In addition, it is assumed that C ik is the completion time of the k-th task processed in the work facility i as a decision variable to be determined through the establishment of the work schedule plan. And, it is assumed that X ijk is an integer variable of 0 or 1 that has a value of 1 only when the job j is processed for the kth in the work facility i. Where i=1, 2,… , M, and j=1, 2,… , n, and k=1, 2,… , n.
전체 작업일정계획의 makespan을 Cmax라고 가정하면, 현재 주기의 주기시간 T 동안에 처리할 작업들의 makespan을 최소화하는 작업일정계획은 하기 수학식을 이용하여 모형화되어 산출될 수 있다.Assuming that the makespan of the entire work schedule plan is C max , the work schedule plan that minimizes the makespan of jobs to be processed during the cycle time T of the current cycle can be modeled and calculated using the following equation.
수학식 1 및 수학식 2는 작업일정계획의 목적인 makespan의 정의 및 makespan의 최소화를 위한 작업일정계획의 수립을 위한 것이다. 수학식 3은 각 작업의 완료시간에 대한 정의이다. 수학식 4는 동일한 작업설비 내에서 한번에 하나의 작업만 처리됨에 따른 작업 완료시간의 제약을 나타낸다. 이와 유사하게, 수학식 5 및 수학식 6은, 각 작업설비는 동시에 하나의 작업만 처리할 수 있고 각 작업은 하나의 설비에서만 처리되어야 함을 나타낸다. 수학식 7은 가능한 빠른 시점에 작업들의 처리를 시작하는 순방향(forward) 작업일정계획의 수립을 위한 것이다.Equations 1 and 2 are for defining makespan, which is the purpose of the work schedule plan, and establishing a work schedule plan for minimizing makespan. Equation 3 is a definition of the completion time of each task. Equation 4 represents the limitation of the work completion time as only one work is processed at a time in the same work facility. Similarly, Equations 5 and 6 indicate that each work facility can process only one job at the same time, and each job should be processed only in one facility. Equation 7 is for establishing a forward work schedule plan to start processing tasks as early as possible.
전술한 바와 같이, 각 스케줄러(20)는 소속된 작업설비(111, 112, 113)의 가장 빠른 작업시작시각을 확인한다. 이는 각 주기별 각 작업설비별로 직전 주기까지의 작업들에 대한 블록체인을 이용하여 확인될 수 있다.As described above, each
예를 들어, 수학식 4에서, Ci0가 작업설비 i별로 작업 처리를 시작할 수 있는 가장 빠른 시각을 나타낼 수 있다. Ci0의 값은 수학식 1 내지 수학식 8을 이용하여, 직전 주기의 결정변수의 값 Cik로부터 산출될 수 있다.For example, in Equation 4, C i0 may represent the earliest time at which work processing can be started for each work facility i. The value of C i0 may be calculated from the value C ik of the decision variable of the immediately preceding period using Equations 1 to 8.
이와 같은 작업일정계획 생성이 반복적으로 수행되어 전체 작업에 대한 작업일정계획이 수립될 수 있다.Such a work schedule plan generation can be repeatedly performed to establish a work schedule plan for the entire work.
다음으로, 도 5를 참조하면, 도 5는 선택기(30) 및 방송기(40)의 동작방법을 나타낸다.Next, referring to FIG. 5, FIG. 5 shows a method of operating the
S510 단계에서, 선택기(30)는 각 스케줄러(20)로부터 작업일정계획을 수신한다.In step S510, the
S520 단계에서, 선택기(30)는 사용자 입력에 따라 선택기준을 설정하고, 설정된 선택기준을 이용하여, 수신된 각 스케줄러(20)의 작업일정계획 중 어느 하나를 선택한다.In step S520, the
여기서, 선택기준은 makespan이 가장 작은 작업일정계획이거나 가장 빨리 수립된 작업일정계획일 수 있다.Here, the selection criterion may be a work schedule plan with the smallest makespan or a work schedule plan established at the earliest.
예를 들어, makespan이 가장 작은 작업일정계획이 선택되는 경우, 전술한 수학식 1 내지 수학식 8에 따른 혼합정수계획법이 이용될 수 있다.For example, when a work schedule plan having the smallest makespan is selected, a mixed constant planning method according to Equations 1 to 8 described above may be used.
S530 단계에서, 방송기(40)는 선택기(30)에 의하여 선택된 스케줄러(20)의 작업일정계획을 블록을 생성하고, 생성된 블록을 복수의 스케줄러(20)로 방송한다.In step S530, the
이에 따라, 각 스케줄러(20)는 방송된 블록을 현재 블록체인의 마지막 블록으로 추가하여 전체 작업일정계획을 수립할 수 있다. Accordingly, each
이와 같이, 블록체인 기반으로 각 스케줄러(20)가 수립하는 각 작업일정계획은 서로 모두 동일하다. 따라서, 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 스케줄링 시스템은 분산 환경하에서 정보의 보안성 및 무결성, 분산 처리의 장정을 가질 수 있다.In this way, each work schedule plan established by each
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.Meanwhile, the constituent elements of the above-described embodiment can be easily grasped from a process point of view. That is, each component can be identified as a respective process. In addition, the process of the above-described embodiment can be easily grasped from the viewpoint of the components of the device.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the above-described technical contents may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiments, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art who have ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. It should be seen as falling within the scope of the following claims.
10: 접수기
20: 스케줄러
30: 선택기
40: 방송기10: reception desk
20: scheduler
30: selector
40: broadcaster
Claims (7)
처리할 작업에 대한 작업정보를 입력받아 작업을 접수하고, 상기 접수된 작업을 주기별로 분류하는 접수기;
상기 접수기에 의하여 분류된 작업의 주기에 따라 상기 접수된 작업에 대한 작업일정계획을 수립하는 복수의 스케줄러;
상기 복수의 스케줄러가 수립한 복수의 작업일정계획 중에서 미리 설정된 선택기준에 따라 어느 하나를 선택하는 선택기; 및
상기 선택기에 의하여 선택된 작업일정계획을 블록으로 생성하고, 상기 생성된 블록을 상기 복수의 스케줄러로 방송하는 방송기를 포함하되,
상기 복수의 스케줄러는 각각 상기 방송기로부터 수신된 상기 블록을 추가하여 블록체인을 형성하여 현시점의 직전 주기까지 처리한 작업들에 대한 작업일정계획을 확정하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
In a blockchain-based scheduling system,
A receiver for receiving job information on a job to be processed, receiving a job, and classifying the received job by period;
A plurality of schedulers for establishing a work schedule plan for the received job according to the period of the job classified by the receptionist;
A selector for selecting one of a plurality of work schedule plans established by the plurality of schedulers according to a preset selection criterion; And
A broadcaster for generating a work schedule plan selected by the selector as a block and broadcasting the generated block to the plurality of schedulers,
Each of the plurality of schedulers forms a block chain by adding the blocks received from the broadcaster to determine a work schedule plan for tasks processed up to the current cycle.
상기 접수기는 주기별로 주기시간을 입력받아 주기별 주기시간을 설정하고, 상기 분류에 따라 주기별로 처리할 작업들의 정보를 상기 복수의 스케줄러로 전송하되,
상기 주기별 주기시간은 모두 동일하게 설정되거나, 작업 처리 요청수에 반비례하게 설정되는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
The method of claim 1,
The receiver receives the period time for each period, sets the period time for each period, and transmits information on jobs to be processed for each period according to the classification to the plurality of schedulers,
Blockchain-based scheduling system, characterized in that the cycle times for each cycle are all set equally or in inverse proportion to the number of requests for processing work.
상기 복수의 스케줄러는, 사용자에 의하여 지정된 작업일정계획 수립 방법을 설정하고, 상기 설정된 작업일정계획 수립 방법을 이용하여 작업일정계획을 생성하고, 상기 생성된 작업일정계획을 상기 선택기로 송신하되,
상기 작업일정계획 수립 방법은, 작업처리시간이 긴 작업을 먼저 처리하는 LPT(Longest Processing Time) 방법, 접수시간이 빠른 작업부터 먼저 처리하는 ERD(Earliest Ready Date) 방법, 다수의 작업일정계획 중에서 더 나은 일정계획을 탐색해가면서 더 이상 좋은 일정계획이 없다고 판단될 때의 작업일정계획을 선택하는 PSO(Particle Swarm Optimization) 방법 및 혼합정수계획법(MIP: Mixed Integer Programming)을 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
The method of claim 1,
The plurality of schedulers set a work schedule plan establishment method specified by a user, generate a work schedule plan using the set work schedule plan establishment method, and transmit the generated work schedule plan to the selector,
The work schedule planning method may include a Longest Processing Time (LPT) method in which a job with a long processing time is first processed, an ERD (Earliest Ready Date) method in which a job with a fast reception time is processed first, and a plurality of work schedule plans A block characterized by including a Particle Swarm Optimization (PSO) method and a mixed integer programming (MIP) method for selecting a work schedule when it is determined that there is no more good schedule while searching for a better schedule plan. Chain-based scheduling system.
상기 작업일정계획 수립 방법이 상기 혼합정수계획법으로 설정되는 경우,
상기 복수의 스케줄러는, 하기 수학식을 이용하여 현재 주기의 주기시간 T동안에 처리할 작업들의 makespan(Cmax)을 최소화하는 작업일정계획을 산출하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
여기서, Cik는 작업설비 i에서 k번째로 처리되는 작업의 완료시간이고, Xijk는 작업설비 i에서 작업 j가 k번째로 처리될 때에만 1의 값을 가지는 0 또는 1의 변수이고, i=1, 2, …, M이고, j=1, 2, …, n이고, k=1, 2, …, n임
The method of claim 3,
When the work schedule plan establishment method is set to the mixed water purification planning method
The plurality of schedulers calculate a work schedule plan that minimizes makespan (C max ) of tasks to be processed during a cycle time T of the current cycle using the following equation.
Here, C ik is the completion time of the k-th task processed in the work facility i, X ijk is a variable of 0 or 1 that has a value of 1 only when the work j is processed in the k-th time in the work facility i, i =1, 2,… , M, and j=1, 2,… , n, and k=1, 2,… , is n
상기 복수의 스케줄러는 상기 처리할 작업이 접수되기를 대기하고, 상기 처리할 작업이 접수되면, 소속된 작업설비의 가장 빠른 작업시작시각을 확인하고, 상기 확인된 가장 빠른 작업시작시각에 따른 작업일정계획을 생성하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
The method of claim 3,
The plurality of schedulers wait for the job to be processed to be received, and when the job to be processed is received, check the earliest job start time of the affiliated work facility, and plan the work schedule according to the identified fastest job start time. Blockchain-based scheduling system, characterized in that to create a.
상기 선택기는 사용자 입력에 따라 상기 선택기준을 설정하고, 상기 설정된 선택기준을 이용하여, 수신된 각 스케줄러의 작업일정계획 중 어느 하나를 선택하되,
상기 선택기준은 makespan이 가장 작은 작업일정계획이거나 가장 빨리 수립된 작업일정계획인 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
The method of claim 3,
The selector sets the selection criteria according to a user input, and selects any one of the received work schedule plans of each scheduler using the set selection criteria,
The selection criterion is a blockchain-based scheduling system, characterized in that makespan is the smallest work schedule plan or the fastest established work schedule plan.
상기 선택기준으로서 상기 makespan이 가장 작은 작업일정계획이 선택되는 경우, 상기 선택기는 상기 혼합정수계획법을 이용하여 각 스케줄러의 작업일정계획 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 블록체인 기반 스케줄링 시스템.
The method of claim 6,
When a work schedule plan having the smallest makespan is selected as the selection criterion, the selector selects any one of the work schedule plans of each scheduler using the mixed integer planning method.
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