基于多Agent的协同设计系统研究

论文摘要

设计活动不仅具备创造性和智能性,而且具备群体性和协作性。随着Internet/Intranet网络和并行、高性能计算机及事务处理的普及,异地、协同、虚拟设计也在CAD中得到了广泛应用。本文对基于多Agent的计算机支持协同设计系统及其相关技术进行研究与分析。论文将多Agent技术引入到计算机支持的协同设计领域中,提出了一个基于多Agent的协同设计计算模型,基于此模型,实现了一个基于多Agent技术的复杂产品协同设计系统框架原型。设计项目管理负责整个项目的资源管理和设计进度的控制,详细描述设计任务,分解复杂的设计任务,总体规划设计任务;设计Agent管理模块接收规划好的设计任务,对每个设计Agent管理采用相应的策略,做出合理的决策;数据管理模块负责产品的数据版本控制、设计库的维护操作和接收相应的控制等工作;约束管理模块主要是设计依赖性管理、约束检查和冲突的消解。基于此计算模型,构建了一个由多个Agent组成的网络结构框架,各个智能Agent间可以进行协作和通信。整个框架分为四大部分,分别是应用服务器、数据服务器、客户端和其它人机接口。多个不同功能的智能Agent分别驻留在相应的功能体内。优化了求解一类线性规划问题的多Agent协商算法。在Bruin提出的多Agent协商求解一种简化线性规划问题的理论模型的基础上,建立了Agent模型,利用多Agent系统对其进行建模,确定用Agent表示的对象和每个Agent的属性、状态和动作。该优化算法首先对变量和Agent进行初始化,每个未被满足的Agent确定一个使自己满足的方案,发布到黑板上;所有Agent同时提出方案,互相投票,得出每个Agent的赞成票数,之后选出票数最高的方案执行;每个Agent协商一轮后,根据现有状态判断是否参与下一轮协商。讨论了算法的参数、友善性和约束条件,证明了算法的正确性,通过实验验证了算法具有更强的求解能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 立题的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 Agent 及协同设计理论概述
• 2.1 引言
• 2.2 Agent 基本概念
• 2.2.1 Agent 定义及其特性
• 2.2.2 Agent 理论模型
• 2.3 多Agent 系统
• 2.3.1 多Agent 系统的定义及其特点
• 2.3.2 多Agent 系统的组织结构
• 2.3.3 多Agent 系统的层次模型
• 2.4 计算机支持协同设计系统概述
• 2.4.1 计算机支持协同设计（CSCD）系统的定义
• 2.4.2 CSCD 的主要方式
• 2.5 本章小结
• 第3章 协同设计系统框架设计
• 3.1 引言
• 3.2 实现基于多Agent 协同设计系统关键技术
• 3.2.1 Agent 通信
• 3.2.2 Agent 通信模式
• 3.2.3 Agent 通信算法
• 3.2.4 基于角色的多Agent 模块分类方法
• 3.2.5 Agent 间冲突的消解
• 3.3 构建基于多Agent 的协同设计框架原型
• 3.3.1 基于多Agent 的协同设计计算模型
• 3.3.2 实现基于多Agent 的协同设计系统框架原型
• 3.4 应用于该框架的冲突消解机制
• 3.5 本章小结
• 第4章 协同设计系统相关技术研究
• 4.1 引言
• 4.2 多Agent 协同设计系统总体结构研究
• 4.2.1 多Agent 适用于协同设计的原因
• 4.2.2 基于多Agent 协同设计系统总体结构
• 4.2.3 协同基本过程描述
• 4.3 多Agent 协商算法研究
• 4.3.1 多Agent 协商理论
• 4.3.2 利用协商求解线性规划问题
• 4.3.3 基于多Agent 的一类线性规划问题优化算法
• 4.3.4 算法讨论
• 4.3.5 算法正确性证明
• 4.3.6 实验结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统中关键Agent 的设计
• 5.1 协同平台的搭建
• 5.1.1 JADE 简介
• 5.1.2 JADE 的安装
• 5.2 系统中Agent 的结构设计
• 5.2.1 通信管理器
• 5.2.2 推理控制机
• 5.2.3 用户界面接口
• 5.2.4 内部规则库
• 5.2.5 行为表现接口
• 5.3 协同平台中关键Agent 的功能设计
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢