基于合同网的协同生产任务调度软件模型研究

论文摘要

课题以车间作业管理中协同生产任务调度系统的研究开发为应用背景，通过引入WSRF框架设计理念、多Agent技术、合同网协商机制以及协同计算方法，并结合遗传/退火算法，试图构建一个能够对车间任务进行快速有效调度控制的协同生产任务调度软件模型。首先，通过对WSRF框架设计理念、角色协同方法以及合同网协商机制的研究，并对协同生产任务调度的领域需求分析，分别构建了协同生产任务调度的角色模型、基于角色协同的合同网模型、协同生产任务调度的功能模型以及基于多agent的协同任务调度控制模型。其次，为解决协同任务调度问题，对调度算法进行研究，提出遗传/退火算法模型，并对其过程给出模板化描述。在调度控制的实现过程中，将合同网协商模型与遗传/退火算法相结合,并对染色体解码过程进行优化，增强了任务调度控制的效率，提高了系统的性能。接着，采用面向对象的软件设计方法并结合UML建模工具，分别给出了系统的用例模型、活动模型、初始类模型、交互模型以及状态模型。并使用BPEL对协同任务调度控制的业务流程进行形式化描述。最后，给出软件的开发平台和运行环境配置，并使用面向构件的软件建模方法构建了协同任务调度控制的构件图，对部分构件使用ACME进行可实现性描述，对遗传/退火算法使用Java进行编码实现。综上所述，将软件模型框架、模型优化方法以及调度算法等应用到协同生产任务调度系统的开发中，提高了协同任务调度的执行效率和资源利用率，具有一定的理论意义和实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图表清单
• 第一章 绪论
• 1.1 研究领域的现状与发展概况
• 1.2 主要研究内容与研究方法
• 1.3 课题研究的主要工作情况
• 第二章 协同生产任务调度软件建模的关键技术
• 2.1 WSRF 框架设计理念
• 2.2 基于合同网的多 agent 协商机制
• 2.2.1 Agent 定义及其特征
• 2.2.2 面向 Agent 的软件建模方法
• 2.2.3 合同网协商机制
• 2.3 角色协同表示方法
• 2.3.1 角色协同的基本概念
• 2.3.2 协同生产任务调度中的角色模型
• 2.4 业务流程执行语言 BPEL
• 2.5 本章小结
• 第三章 协同生产任务调度的领域分析
• 3.1 协同生产任务调度的需求模型
• 3.1.1 协同生产任务调度的领域需求描述
• 3.1.2 协同生产任务调度的功能模型
• 3.2 协同生产任务调度用例模型
• 3.2.1 系统级用例模型
• 3.2.2 协同任务调度控制用例模型
• 3.3 协同任务调度控制活动模型
• 3.4 协同任务调度控制软件的 BPEL 描述
• 3.5 本章小结
• 第四章 协同生产任务调度的领域设计
• 4.1 对象结构模型设计
• 4.1.1 协同生产任务调度的初始类模型
• 4.1.2 协同任务调度控制的初始类模型
• 4.2 对象行为模型设计
• 4.2.1 协同任务调度控制交互模型设计
• 4.2.2 协同任务调度控制的状态模型设计
• 4.3 数据库设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于合同网的协同任务调度控制软件设计与优化
• 5.1 基于角色协同的合同网协商机制
• 5.1.1 经典合同网模型的不足
• 5.1.2 基于角色协同的合同网协商模型
• 5.1.3 协同任务调度控制的合同网协商策略
• 5.2 基于多agent的协同任务调度控制软件模型研究
• 5.2.1 基于多 agent 的协同任务调度控制模型
• 5.2.2 协同生产任务调度的动态调度策略
• 5.3 遗传/退火算法在协同生产任务调度中的应用
• 5.3.1 遗传/退火算法的基本思想
• 5.3.2 遗传/退火算法设计
• 5.4 协同任务调度控制的实现过程
• 5.5 本章小结
• 第六章 协同任务调度控制的领域实现
• 6.1 开发环境的选择与配置
• 6.2 协同任务调度控制软件构架的 ACME 描述
• 6.3 任务调度算法实现
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文