(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210429702.6 (22)申请日 2022.04.22 (71)申请人 中国科学技术大学 地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路 96号 (72)发明人 谭小彬　王明洋　王顺义　詹昱辰　 杨坚　郑烇　 (74)专利代理 机构 北京凯特来知识产权代理有 限公司 1 1260 专利代理师 郑立明　韩珂 (51)Int.Cl. G06F 9/48(2006.01) G06F 9/50(2006.01) H04L 67/10(2022.01) H04L 67/51(2022.01) (54)发明名称 基于数字孪生的任务调度和执行方法及系 统 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生的任务调 度和执行方法及系统， 利用数字孪生技术为物理 实体构建虚拟孪生实体， 并采用云边结合的网络 承载数字孪生体的运行， 使 得对物理实体的状态 感知和控制更加便捷有效， 将物理空间的问题转 移到数字空间的方式， 破除了各类型资源之间的 壁垒， 使得包括数字孪生体在内的各类型资源深 度融合， 提高任务的调度效率， 更好地满足各类 服务的执行需求。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114721806 A 2022.07.08 CN 114721806 A 1.一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 应用基于数字孪生的云边 协同网络架构中， 该 方法包括： 构建物体实体的数字 孪生体， 并结合各类资源形成融合空间资源 池； 将接收到每一任务请求分解为具有执行顺序的一系列的服务组合， 为每一服务进行调 度决策， 分配相应的融合空间资源， 完成任务编排； 根据任务编排结果自适应的执行相应任务， 或者根据任务类型构建预执行场景， 再利 用相应数字 孪生体预 执行相应任务。 2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述 构建物体实体的数字 孪生体， 并结合各类资源形成融合空间资源 池包括： 将物理实体通过网络接入设备接入到网络中， 通过数字孪生技术构建数字孪生体， 数 字孪生体存储与运行在基于数字孪生的云边协同网络的设备中， 所述基于数字孪生的云边 协同网络的设备包括： 云数据中心与边 缘计算设备； 将所述数字孪生体与 各类网络资源和信 息资源形成融合空间资源池， 并设置在基于数 字孪生的云边协同网络中。 3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述 将接收到每一任务请求分解 为具有执 行顺序的一系列的服 务组合包括： 将每一任务请求分解为具有不同功能的一系列服务的组合， 并将一系列服务的组合使 用有向无环图来表示； 有向无环图中每一个节点为一个服务， 相邻节点之间的边的方向表 示相邻服 务之间的执 行顺序， 边的参数为相邻服 务之间传递的相关数据。 4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述 为每一服务进行调度决策， 分配相应的融合空间资源 包括： 根据服务类型， 进行调度决策； 对于计算类型的服务， 通过融合空间资源池分配边缘计 算资源； 对于存储类别的服务， 通过融合空间资源池分配边缘存储资源； 对于传输类别的服 务， 通过融合空间资源 池分配网络带宽资源。 5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述 根据任务编排结果自适应的执 行相应任务包括： 实时监测网络状态与资源分布情况， 若当前网络状态与资源分布情况发送波动， 任务 编排结果并非最优执 行方式时， 自适应调整任务编排方案 。 6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述 根据任务编排结果自适应的执 行相应任务包括： 获取包括资源信 息、 环境信息、 网络状态在内的服务执行中的全要素信息， 以及监测并 分析服务的运行状态； 结合获取的全要素信 息以及分析获得的服务的运行状态， 在服务执行时根据场景的实 际状态做出自适应的调整； 运行时， 物理实体与孪生体实时同步， 物理实体真正执 行操作。 7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述 根据任务编排结果自适应的执 行相应任务包括： 当不同任务之间存在相同的服务， 且服务的各项参数相同， 则相同的服务仅执行一次， 执行结果由相应的不同任务共享。 8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的任务调度和执行方法， 其特征在于， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114721806 A 2根据任务类型构建预 执行场景， 再利用相应数字 孪生体预 执行相应任务包括： 根据任务类型构建预执行场景， 利用相应数字孪生体在预执行场景预先执行任务中的 相关服务， 其中， 在预执行时， 记录执行过程的各项 数据与结果， 并在执行后进 行效果评估； 预执行时， 物理实体不与相应数字 孪生体保持同步。 9.根据权利要求1所述的一种基于数字 孪生的任务调度和执 行方法， 其特 征在于， 将接收到每一任务请求分解为具有执行顺序的一系列的服务组合， 为每一服务进行调 度决策， 分配相应的融合空间资源， 完成任务编排 通过编排器实现； 根据任务编排结果自适应的执行相应任务， 或者根据任务类型构建预执行场景， 再利 用相应数字 孪生体预 执行相应任务 通过执行器实现； 所述编排器与 执行器构 成调度中心， 所述调度中心运行于基于数字孪生的云边协同网 络的云数据中心或者边缘计算设备中； 当调 度中心运行于基于数字孪生的云边协同网络的 云数据中心 时， 属于集中式任务调度和执行方法； 当调度中心运行于基于数字孪生的云边 协同网络的边 缘计算设备时， 属于分布式任务调度和执 行方法。 10.一种基于数字孪生的任务调度和执行系统， 其特征在于， 基于权利要求1～9任一项 所述的方法实现， 该系统包括： 融合空间资源 池构建单 元与调度中心； 所述融合空间资源池构建单元， 用于构建物体实体的数字孪生体， 并结合各类资源形 成融合空间资源 池； 所述调度中心包括： 编排器与执行器； 其中： 所述编排器， 用于将接收到每一任务请求 分解为具有执行顺序的一系列的服务组合， 为每一服务进行调度决策， 分配相 应的融合空 间资源， 完成任务编排； 所述执行器， 用于根据任务编排结果自适应的执行相应任务， 或者 根据任务类型构建预 执行场景， 再利用相应数字 孪生体预 执行相应任务。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114721806 A 3