子整多主体系统的组织模型及演化研究

论文摘要

子整（holon）的概念反映了实体同时具有作为“整体”的自治性和作为“部分”的协作性。自从1967年被提出以来,因其将系统论和还原论的观点有机结合到一起,holon作为一个新的建模元素,其方法论越来越被认为是对复杂系统进行分析、设计的有效手段,并逐渐受到人工智能领域、制造系统领域等许多学者的关注,尤其是在智能制造系统方面,最近十多年来得到了大量的研究。子整多主体系统（Holonic Multi-Agent System,HMAS）的概念于1999年被提出。随着研究者们对多主体系统（Multi-Agent System,MAS）中组织层面研究的增多,HMAS天生具备的柔性、适应性等特征得到了很多学者的认可,但至今研究尚不够广泛和深入。为研究复杂系统面对动态任务环境的组织行为,本文开展了以下工作:围绕holon的概念,对HMAS中的组织进行了建模,得到的组织模型在支持组织描述和设计中更具柔性,支持HMAS中的自组织行为,从而能够更好的适应动态任务环境;对任务的分解、分配方法进行了研究,结合提出的模型,分析了HMAS的任务分配方法及组织性能评价准则;在任务分配和组织性能研究的基础上,提出了HMAS中组织对于动态任务环境的自适应演化方法,并进行了实验分析,通过与另外三种方法的对比,验证了方法的有效性和适应性。HMAS中的组织模型及组织演化方法研究涉及MAS、holon理论、复杂系统、组织理论、任务分配等多个领域的内容,其进一步发展还需要很多工作。总体上说,HMAS的组织模型及组织演化研究既是现实应用的需要,也是理论发展的必然趋势,必将会吸引越来越多的研究工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 HMAS研究现状
• 1.2.2 Agent组织研究现状
• 1.2.3 MAS的任务分配研究现状
• 1.2.4 MAS自组织研究现状
• 1.3 论文的主要工作和创新点
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 HMAS的组织模型
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 Agent的概念
• 2.1.2 MAS的概念
• 2.1.3 Holon与HMAS
• 2.1.4 任务的概念
• 2.1.5 组织的概念
• 2.2 HMAS的组织模型
• 2.2.1 Holon
• Agent'>2.2.2 Environment_Agent
• 2.2.3 Task
• 2.2.4 Organization
• 2.3 模型的描述能力分析
• 2.4 组织示例
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于组织的HMAS任务分配
• 3.1 组织的任务处理研究
• 3.2 任务分配算法描述
• 3.2.1 环境agent的运行算法描述
• 3.2.2 顶层holon的运行算法描述
• 3.2.3 非顶层holon的运行算法描述
• 3.3 任务分配中的消息格式
• 3.4 任务分配的进一步讨论
• 3.5 本章小节
• 第四章 HMAS的组织演化
• 4.1 HMAS中的组织演化分析
• 4.2 组织性能度量
• 4.2.1 收益函数分析
• 4.2.2 组织成本分析
• 4.2.3 组织奖励分析
• 4.2.4 组织收益
• 4.3 自组织的触发条件
• 4.3.1 基于收益的自组织触发条件研究
• 4.3.2 自组织触发的时间约束
• 4.4 Holon的自组织算法
• 4.5 本章小结
• 第五章 实验分析
• 5.1 实验设置
• 5.1.1 仿真变量
• 5.1.2 实验运行设计
• 5.2 实验结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结及意义
• 6.2 未来工作与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 附录A 攻读硕士学位期间参加科研情况