网络化制造系统的协调调度机制研究

论文摘要

网络化制造业为企业快速响应市场、降低成本、提高核心竞争力提供了有利条件,成为现代制造系统的发展趋势。然而,它也为企业传统的生产管理与控制问题,包括调度方法提出了很多新内容。 虚拟车间是在网络化环境下,通过合理组织与整合制造资源而结成的车间级虚拟制造联盟,是网络化制造的一种有效实现形式。本文以虚拟车间为对象,研究了网络化制造环境下的调度问题。主要内容如下。 (1)总结了国内外网络化制造系统研究和发展现状,分析了建立虚拟车间的必要性,给出了虚拟车间的定义以及基于Agent的虚拟车间生产调度系统概念模型、功能模型和控制模型。该模型支持多Agent之间在纵向和横向的交互、协商和协调,满足了系统开放型、敏捷性的要求。 (2)研究了拟市场机制的运行原理,提出了一种基于拟市场机制的虚拟车间协调调度方法。论文把虚拟车间生产调度系统运行环境视为一个虚拟的“经济体”,把任务Agent和资源Agent视为交易者,详细阐述了“经济体”的建立过程。在此基础上,将调度过程分解为动态任务分配策略和冲突消解方法,设计了相应的调度策略,并进行了仿真研究。 (3)对Agent知识库中的相关理论和实践应用进行了研究。由逻辑型的知识表示模式构造虚拟车问调度系统知识库,知识库内存放的知识以规则的形式表示。运用数据库的概念描述规则关系,基于任务属性和资源Agent完成任务的时间、成本等属性提供了一个获取专家知识的知识框架,建立了调度决策和任务分派规则知识库。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 现代制造系统的发展趋势
• 1.1.2 网络化制造系统的内涵
• 1.1.3 我国制造业现状分析
• 1.2 制造调度问题及其研究现状
• 1.2.1 生产调度问题概述
• 1.2.2 制造调度方法的研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 虚拟车间协调调度系统模型
• 2.1 问题的提出
• 2.2 虚拟车间的概念和特征
• 2.2.1 虚拟车间的定义
• 2.2.2 虚拟车间的特性
• 2.3 虚拟车间调度问题分析
• 2.3.1 虚拟车间调度问题的特点
• 2.3.2 虚拟车间调度问题的描述
• 2.4 虚拟车间调度系统模型
• 2.4.1 虚拟车间结构与功能模型
• 2.4.2 基于Agent的调度系统模型
• 2.5 本章小节
• 3 虚拟车间调度方法研究
• 3.1 拟市场机制
• 3.1.1 拟市场机制的原理
• 3.1.2 拟市场经济体模型
• 3.1.3 市场建立过程描述
• 3.2 基于拟市场机制的协商调度方法
• 3.2.1 基于拟市场机制的调度协商模式
• 3.2.2 虚拟车间调度决策模式
• 3.3 任务调度策略
• 3.3.1 任务调度协商框架
• 3.3.2 任务协商调度过程
• 3.3.3 任务调度方法
• 3.4 冲突消解策略
• 3.4.1 冲突问题的实质和分类
• 3.4.2 冲突消解的主要方法
• 3.4.3 虚拟车间制造系统冲突消解策略
• 3.5 本章小结
• 4 基于规则的Agent知识库建模研究
• 4.1 知识的表示
• 4.1.1 产生式表示法
• 4.1.2 框架表示法
• 4.1.3 面向对象表示法
• 4.2 知识发现
• 4.2.1 知识发现的任务
• 4.2.2 知识发现的方式
• 4.3 基于规则的知识库建模
• 4.3.1 虚拟车间制造系统的知识构成
• 4.3.2 产生式规则的数据库表示
• 4.3.3 产生式规则的具体实现
• 4.4 本章小结
• 5 仿真实验
• 5.1 仿真对象
• 5.2 调度仿真软件体系结构
• 5.2.1 调度仿真实验
• 5.2.2 实验系统设置
• 5.2.3 任务分配仿真调度策略
• 5.2.4 任务分配仿真实验结果
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢