基于多Agent的车间生产调度系统的研究

论文摘要

生产调度系统是企业资源计划（ERP）的核心,也是目前其实施的瓶颈。在敏捷化、全球化的新形势下,生产调度研究面临着许多新问题,迫切需要有新的方法和机制来解决。课题是实验室与SUN公司合作研究的基于分布式对象技术的资源管理项目和实验室原有车间生产管理系统的结合。将多Agent技术运用于车间生产调度领域,期望能够对生产调度问题的实际解决提供有益的探索。本文针对目前生产调度问题进行了深入的分析研究,在其基础上,结合生产对象的实际状况,建立了基于多Agent的车间生产调度系统（Multi-Agent Scheduling System,MASS）。该系统采用Agent混合建模方法,设计了既有慎思型特点又有反应型特点的单个Agent,基于此结构建立了四类Agent。构建了兼具层次型结构和异构型结构特点的混合型多Agent体系结构。Agent之间可以同时进行水平和垂直方向上的协商,既克服了纯异构型结构系统过于松散、稳定性差和全局性能难以保证的缺点,又具有柔性和对动态变化的适应性。Agent之间采用改进合同网协商机制,每轮协商能够处理多个结果。依据调度的目标设计了协商中Agent的决策函数和评价算法,使Agent能够作出合理决策。最后利用分布式对象技术对多Agent生产调度系统进行了实现,在RMI技术的支持下,实现了Agent之间的通讯。并针对多品种小批量制造系统进行了仿真实验。实验结果表明了本文提出的MASS模型、体系结构与协商机制的可行性和有效性。该调度系统能够处理包括突发事件在内的各种生产调度中的实际问题,具有良好的开放性、敏捷性和对不同制造需求的适应性,同时,具有较好的稳定性和一定的优化性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 车间生产调度问题描述
• 1.2.1 车间生产调度问题指标
• 1.2.2 车间生产调度问题特点
• 1.3 车间生产调度问题的研究现状和发展趋势
• 1.3.1 车间生产调度问题的研究现状
• 1.3.2 车间生产调度问题的研究发展趋势
• 1.4 本文的主要研究内容和组织结构
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 本文组织结构
• 2 Agent与多Agent系统
• 2.1 Agent概念
• 2.1.1 Agent的定义
• 2.1.2 Agent的结构模型
• 2.2 多Agent系统
• 2.2.1 多Agent系统
• 2.2.2 多Agent系统的体系结构
• 2.2.3 多Agent间的交互与合作
• 2.3 多Agent调度系统的研究现状
• 3 基于多Agent车间生产调度系统的设计
• 3.1 系统分析
• 3.2 多Agent车间生产调度系统的模型建立
• 3.2.1 Agent建模
• 3.2.2 单个Agent结构模型
• 3.3 多Agent车间生产调度系统的体系结构
• 3.4 MASS的协商机制
• 3.4.1 混合合同网
• 3.4.2 异常调度策略
• 4 基于多Agent车间生产调度仿真系统的实现
• 4.1 多Agent系统的开发技术
• 4.2 MASS仿真系统的面向对象设计
• 4.3 协商中相关的决策函数和算法设计
• 4.3.1 TA的工序选择算法（Operation-select Algorithm）
• 4.3.2 RA的任务选择算法（Task-select Algorithm）
• 4.3.3 RA的ArrangeTime算法
• 4.3.4 RA的索价函数（Price-Ask Function）
• Evaluate（））函数'>4.3.5 TA的标书评价（Bid_Evaluate（））函数
• 4.4 通信实现
• 4.4.1 纵向通信
• 4.4.2 横向通信
• 5 实验及结果分析
• 5.1 仿真实验
• 5.2 实验结果比较与分析
• 5.2.1 调度结果的评价方法和评价参数
• 5.2.2 实验结果比较与分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢