Fog Nodes Deployment Based on Space–Time Characteristics in Smart Factory

软件部署 计算机科学 分布式计算 工厂(面向对象编程) 雾计算 实时计算 嵌入式系统 物联网 操作系统 程序设计语言
作者
Juan Wang,Di Li,Yueming Hu
出处
期刊:IEEE Transactions on Industrial Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:17 (5): 3534-3543 被引量:25
标识
DOI:10.1109/tii.2020.2999310
摘要

The emergence of fog computing has improved the performance and efficiency of intelligent manufacturing. In a fog computing platform, fog nodes can provide the distributed and proximity resources for the tasks related to intelligent manufacturing. Due to the heterogeneous characteristics of the fog nodes and the space-time characteristics of intelligent manufacturing, the effective deployment of the fog nodes is a precondition for the fog computing implementation and it is also a key to provide high-performance services with the fog computing platform. However, traditional deployment strategies cannot satisfy the performance requirements of intelligent manufacturing systems. In this article, the problem of the fog nodes deployment is studied and a fog nodes deployment strategy based on the space-time characteristics (TSBP) is proposed. A fog nodes deployment system model is set up and the objective function of the fog nodes deployment is built up, in which the optimization goal is to minimize the computing response time and realize the load balancing of the fog nodes. In addition, the discrete differential evolution algorithm is applied to search the optimal fog nodes deployment solution. Finally, the effectiveness of the proposed TSBP strategy is verified using a candy packaging intelligent production line prototype platform.
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