论文题目: 基于多Agent的敏捷化智能制造执行系统研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 杨浩
导师: 朱剑英
关键词: 敏捷化智能制造系统,智能制造执行系统,系统,建模,调度,映射,组织结构,合同网,遗传算法,接口模块
文献来源: 南京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 智能制造执行系统的研究对于制造系统的信息化和智能化有着重要的意义,已成为国内外制造领域中的热点研究课题。本文以面向敏捷企业的智能制造执行系统为研究对象,采用多 Agent 技术作为系统的实现形式,对多 Agent 系统的建模方法、系统的多 Agent 组织结构、系统中多 Agent 间的通信和协作机制、基于多 Agent 和遗传算法的分布式混合调度等理论问题和关键技术进行了研究,并编制了具有一定实用价值的制造执行系统软件。本文主要创新和成果如下: 1. 提出了基于 UML 和图转换的集成的 MAS 建模方法,详细论述了需求说明、分析和设计各个阶段的模型。它是一种能全面地描述 Agent 的特征,具有模块化、可重用性和很强实用性的系统化建模方法。 2. 系统地分析了敏捷化智能制造系统的资源模型及其 MES 域,规范化了基于多Agent 的 MES 的需求,提出了采用递归方式,对企业的组织结构和控制结构进行物理的和功能的分解的 Agent 映射方法。 3. 提出了敏捷化智能 MES 的混合多 Agent 组织结构,它将层次结构和促进器联邦结构进行了有机结合,并引入了网络域的概念,满足了敏捷化智能 MES 中 Agent的多层次、多类型和多功能的需求。同时,采用了动态逻辑制造单元来实现虚拟企业间的动态联盟以及敏捷化智能 MES 的可重构性。 4. 提出了基于多 Agent 的敏捷化智能 MES 模型,其中的 ERP 接口模块作为敏捷化智能 MES 系统到 ERP 系统的信息代理,是本 MES 系统的核心控制中心。它为 MES和底层控制与 ERP 的信息集成系统的设计提供了很好的参考价值。 5. 提出了敏捷化智能 MES 中 Agent 间的通信方式、基于 KQML 的通信机制和基于 CNP 的协作方法,扩展了系统需要的 KQML 的行为原语,给出了敏捷化智能 MES中 Agent 间的协作关系,实现了敏捷化智能 MES 系统的部分功能。 6. 提出了一种将经典调度算法和分布式调度进行有机结合,来解决敏捷化智能MES 中调度问题的方法。对 CNP 进行了扩展并采用扩展的多层 CNP 作为 Agent 的协商方式,设计了调度遗传算法的各个操作算子,并给出了该算法的步骤、算例和仿真结果,详细地阐述了敏捷化智能 MES 中基于事件驱动和周期的动态调度策略。 7. 建立了敏捷化智能 MES 的实施框架,采用 J2EE 技术和 Grasshopper 平台实现了原型系统,给出了系统的运行环境和示例界面。该系统在江西洪都航空工业集团进行了实际的生产应用,并取得了良好的效果。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 敏捷化智能制造系统
1.1.1 智能制造系统（IMS）
1.1.2 敏捷制造系统（AMS）
1.1.3 敏捷化智能制造系统（AIMS）
1.2 制造执行系统（MES）概述
1.2.1 制造执行系统产生的背景
1.2.2 制造执行系统的涵义
1.2.3 制造执行系统的发展历程
1.3 基于Agent 的智能制造执行系统
1.3.1 研究现状
1.3.2 存在的问题
1.4 本文的研究意义与主要内容
1.4.1 课题背景与研究意义
1.4.2 本文研究思路与主要内容
第二章 多Agent 系统建模方法学研究
2.1 Agent 与多Agent 系统（MAS）
2.1.1 Agent 的定义及特性
2.1.2 多Agent 系统（MAS）
2.2 面向Agent 程序设计（AOP）
2.2.1 OOP 与AOP
2.2.2 AOP 建模方法
2.3 基于UML和图转换的MAS 集成建模方法
2.3.1 UML和图转换
2.3.2 需求说明阶段的模型
2.3.3 分析阶段的模型
2.3.4 设计阶段的模型
2.3.5 基于UML和图转换的MAS 集成建模方法的特点
2.4 本章小结
第三章 基于多Agent 的敏捷化智能MES 结构
3.1 敏捷化智能制造系统中的MES 域
3.1.1 敏捷化智能制造系统资源模型
3.1.2 敏捷化智能制造系统中的MES 域
3.2 基于多Agent 的MES 需求
3.2.1 MAS 在智能制造系统中的应用
3.2.2 基于多Agent 的MES 的需求
3.2.3 基于多Agent 的MES 的控制结构
3.3 Agent 的映射方式及其结构
3.3.1 Agent 的映射方法
3.3.2 Agent 的结构
3.4 敏捷化智能MES 的多Agent 结构
3.4.1 Agent 组织结构分类
3.4.2 敏捷化智能MES 的多Agent 结构
3.4.3 敏捷化智能MES 的多Agent 结构特点
3.5 本章小结
第四章 敏捷化智能MES 中Agent 间的通信及协作
4.1 敏捷化智能MES 中Agent 间的通信
4.1.1 多Agent 间的通信概述
4.1.2 敏捷化智能MES 中的Agent 通信方式
4.1.3 敏捷化智能MES 中基于KQML 的通信机制
4.2 敏捷化智能MES 中Agent 间的协作及功能实现
4.2.1 MAS 中Agent 间的实用协作方法
4.2.2 敏捷化智能MES 中Agent 间的协作
4.2.3 敏捷化智能MES 的功能实现
4.3 本章小结
第五章 敏捷化智能MES 中基于CNP 和遗传算法的调度
5.1 生产调度问题概述
5.1.1 经典调度问题
5.1.2 基于Agent 的调度系统
5.2 敏捷化智能MES 中基于CNP 的任务分解和调度
5.2.1 敏捷化智能MES 中调度涉及的功能
5.2.2 敏捷化智能MES 中任务分解和调度流程
5.2.3 基于KQML 的扩展CNP
5.2.4 基于扩展CNP 的任务分解和调度
5.3 基于遗传算法的生产调度优化求解
5.3.1 调度模型
5.3.2 调度遗传算法操作算子
5.3.3 调度算法步骤
5.3.4 调度遗传算法算例
5.4 基于事件驱动和周期的动态调度策略
5.5 本章小结
第六章 基于J2EE的敏捷化智能MES 的软件实现
6.1 系统实现的关键技术
6.1.1 RMI 技术
6.1.2 Servlet 和JSP 技术
6.1.3 MVC 设计模式
6.1.4 Agent 开发平台——Grasshopper
6.2 系统实施框架及程序开发
6.2.1 敏捷化智能MES 的实施框架
6.2.2 Agent 程序开发
6.2.3 ERP 接口模块处理的制造信息
6.3 系统运行示例及应用
6.3.1 系统运行环境
6.3.2 系统运行示例
6.3.3 系统实际应用
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 本文研究总结
7.2 研究展望
致谢
攻读博士学位期间发表的论文（第一作者）
参考文献
附录A KQML保留原语及其示例
附录B 使用证明
发布时间: 2005-07-08
参考文献
- [1].制造执行系统（MES）若干关键技术研究[D]. 王万雷.大连理工大学2006
- [2].面向装配过程的可视化制造执行系统及其关键技术的研究[D]. 林巨广.合肥工业大学2007
- [3].面向服务的协同制造执行系统集成与重构技术研究[D]. 李亚白.南京航空航天大学2007
- [4].面向大规模定制的扩展制造执行系统及其关键技术研究[D]. 曹乐.重庆大学2008
- [5].制造执行系统（MES）的研究和应用[D]. 黄学文.大连理工大学2003
- [6].支持RFID实时监控的可重构制造执行系统研究[D]. 黄毅.清华大学2011
- [7].基于多Agent的可集成制造执行系统（I-MES）关键技术研究[D]. 曹春平.南京航空航天大学2003
- [8].面向离散制造业的制造执行系统若干关键技术研究[D]. 周力.华中科技大学2016
- [9].面向敏捷制造的制造执行系统关键技术研究[D]. 曹江辉.南京航空航天大学2002
- [10].企业制造运行管理研究与应用[D]. 肖力墉.浙江大学2011
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