基于多Agent的制造网格资源管理与调度

论文摘要

在经济全球化背景下,虚拟企业成为未来制造企业的主要运作模式。在信息技术领域,网格技术致力于提供支持虚拟企业的信息基础设施。利用网格及其相关技术构建制造网格是制造企业进行网络化制造的发展趋势。资源管理和调度是制造网格的核心技术之一。本文在分析网格资源管理与调度需求的基础上,提出制造网格资源管理和调度的多Agent模型。模型中主要包括用于代表制造网格资源的Resource Agent,用于代表用户的Broker Agent和提供信息服务的DF(Directory Federation)三类Agent。对所提出的模型中各类Agent的结构、具体功能和它们之间基于FIPA(Foundation for Intelligent PhysicalAgents)合同网协议的交互进行了详细地讨论。在制造网格中,价格(P)、时间(T)、质量(Q)、可靠度(R)等指标是衡量制造资源优劣的标准。用户对资源具有PTQR的多QoS(Qality of Service)要求并希望需要寻求最优的资源组合来完成任务。为了保障制造网格用户的多QoS要求,设计了遗传算法作为Broker Agent在资源调度过程中进行资源优选的算法。本文还介绍了符合FIPA规范多Agent开发工具JADE(Java Agent DevelopmentFramework)的运行方式、通信原理。阐述了JADE和遗传算法工具包JGAP(JavaGenetic Algorithms Package)的安装过程与配置方法。设计了制造网格资源调度模型的算例并利用JADE和遗传算法工具包JGAP对所提出的进行了仿真实验,试验结果证明了所提出模型和算法的可行性和有效性。最后对全文进行了总结并提出未来工作的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.1.1 制造网格发展的需求背景
• 1.1.2 制造网格发展的信息技术背景
• 1.2 制造网格研究现状
• 1.3 网格资源管理和调度研究现状
• 1.4 研究的主要内容及论文组织
• 1.4.1 研究的主要内容
• 1.4.2 论文的组织
• 第2章 网格计算与制造网格
• 2.1 网格计算的发展与虚拟组织
• 2.2 网格体系结构
• 2.2.1 网格的层次协议结构
• 2.2.2 Web Service与开放网格服务体系OGSA
• 2.3 网格技术在制造业中的应用契机
• 2.3.1 制造企业应用集成的发展
• 2.3.2 虚拟企业与制造网格
• 2.4 本章小结
• 第3章 Agent与多Agent系统
• 3.1 Agent的特性
• 3.2 Agent的结构
• 3.2.1 慎思型Agent
• 3.2.2 反应型Agent
• 3.2.3 混合Agent
• 3.3 多Agent系统
• 3.3.1 多Agent系统的特性
• 3.3.2 多Agent系统的通信和交互
• 3.4 多Agent系统的标准化
• 3.5 网格计算与Agent技术的结合
• 3.6 多Agent系统与网格技术融合的方式
• 3.7 本章小结
• 第4章 制造网格资源管理与调度的多Agent模型
• 4.1 制造网格资源管理与调度的需求
• 4.2 多Agent交互协议
• 4.3 制造网格资源管理与调度的多Agent模型
• 4.4 基于FIPA合同网协议的多Agent协商调度
• 4.4.1 协商调度过程
• 4.4.2 资源优选的遗传算法
• 4.5 本章小结
• 第5章 仿真实验
• 5.1 实验工具
• 5.2 实验环境的安装和配置
• 5.3 算例设计与仿真结果
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 附录B 仿真实验部分代码