基于多Agent型号产品车间生产调度系统的研究

论文摘要

车间生产调度系统是近年来信息化制造领域研究的热点之一,但对于复杂的型号产品车间生产调度至今还没有实用的系统出现。本文以某卫星生产制造车间为研究背景,针对多型号车间生产调度中控制手段落后、资源冲突、信息不确定等问题,建立了基于多Agent型号产品车间生产调度系统。目的在于保证在动态事件出现时系统能迅速恢复正常运行,从而最终提高车间生产系统的生产效率。针对多型号生产特点,建立了基于多Agent型号产品车间生产调度系统模型,通过加强型号之间以及型号与关键资源之间的合作与协调,使复杂的车间生产调度问题得以分解和简化,为进一步有效集成其他优良的调度策略和算法建立了一个支撑基础。给出了定向合同网协作机制来解决协作计划中出现的问题,利用该机制分析了多型号间的协作规划过程,通过任务的管理者与执行者之间的协调实现了多型号任务的分配。针对不同型号产品间关键资源冲突问题,以系统生产能力和系统不平衡时间为调度准则,以最大生产率和系统不平衡率调度目标,给出了基于免疫克隆原理的调度优化算法,通过实例分析证实了该算法对关键资源的平衡有较好的效果。本文采取四层C/S模式架构,开发了基于多Agent型号产品车间生产调度原型系统,对型号产品车间生产调度过程的实例分析证实了该系统对型号产品车间生产调度具有较好的应用效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 MAS 技术在车间生产调度领域中的研究现状
• 1.2.2 车间生产调度问题的研究现状和发展趋势
• 1.2.3 多型号调度问题的研究现状
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 型号产品车间生产调度系统分析
• 2.1 引言
• 2.2 多型号并存企业的生产特点及其车间生产调度过程
• 2.3 多型号环境下车间生产调度系统对多Agent 技术的需求
• 2.4 多Agent 系统及其特征
• 2.4.1 Agent 的概念、分类及基本结构
• 2.4.2 多Agent 系统的特点
• 2.4.3 多Agent 的体系结构
• 2.5 型号产品车间生产调度系统Agent 粒度的划分
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于多Agent 的型号产品车间调度系统建模
• 3.1 引言
• 3.2 基于多Agent 的型号产品车间生产调度模型
• 3.3 Agent 粒度功能及内部结构
• 3.3.1 型号协调Agent
• 3.3.2 型号Agent
• 3.3.3 关键资源Agent
• 3.4 Agent 间的协作方法
• 3.4.1 协作方式的分类
• 3.4.2 合同网协作方法
• 3.4.3 定向合同网协作机制
• 3.5 基于定向合同网协作机制的多型号任务分配
• 3.5.1 任务分配问题描述
• 3.5.2 任务分配协调策略与协调算法
• 3.5.3 实例分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 型号产品车间生产的关键资源调度优化
• 4.1 引言
• 4.2 调度优化的规则及目标
• 4.3 关键资源调度优化的数学模型
• 4.3.1 调度优化模型的描述
• 4.3.2 模型的目标函数
• 4.4 克隆选择的原理及算法描述
• 4.5 实例分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 应用系统设计与开发
• 5.1 引言
• 5.2 系统的开发背景
• 5.3 系统的开发环境
• 5.3.1 系统开发工具
• 5.3.2 数据库支撑环境
• 5.4 系统的实现
• 5.4.1 系统的数据结构设计
• 5.4.2 系统总体结构
• 5.4.3 主要Agent 功能模块的实现
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢