知识化制造环境下的任务分配与动态控制策略

论文题目: 知识化制造环境下的任务分配与动态控制策略

论文类型: 博士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 董昊

导师: 严洪森

关键词: 知识化制造系统,任务分配,特征控制,状态跃迁系统,制造单元,动态控制策略,自动机

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对知识化制造系统的任务分配和动态控制问题,首先研究了知识化制造系统的体系结构,并提出特征控制的概念和一种基于Tabu搜索的优化算法,解决知识化制造系统中存在的任务分配问题;然后针对产品开发任务分配的问题,详细分析三类典型的开发团队组织模式,用训练后的模糊神经网络作为开发任务分配的决策器;提出状态跃迁系统的概念,并用它分析带故障单个Agent的知识化制造单元,求取单元的最优控制策略;最后针对多Agent多类工件的知识化制造单元,提出新的矩阵自动机模型对制造单元进行建模和控制。具体说来,主要在如下几个方面进行了研究:1.在知识化制造系统体系结构的基础上,针对知识化制造系统中存在的任务分配问题,提出一种特征控制的概念和一种基于Tabu搜索的优化算法;对特征控制的运行过程进行描述,并给出算法中一些关键词的定义和算法的详细步骤,该算法和特征控制的结合使任务分配决策系统能够动态地响应任务和Agent的变化;仿真结果表明了该方法的有效性。2.快速产品开发能力是企业赢得竞争力的重要手段,为了缩短产品开发时间,要求开发团队组织模式与所开发的产品相适应,也就是说要把不同的产品开发任务分配给不同组织模式的团队。本文对三种典型的产品开发团队组织模式进行分析,并采用模糊神经网络方法,以产品特征因素作为输入,经训练后形成决策器,团队组织模式按照决策结果进行选择;实例分析介绍如何在实际中使用提出的模型和方法,并得到了满意的结果。3.针对知识化制造系统中的任务控制问题,提出状态跃迁系统的概念,并用其来分析Agent带故障并具有不确定因素的知识化制造单元。提出对随机事件概率分布参数进行自学习的方法来把知识化制造单元中的不确定因素纳入任务控制的数学模型。结合一致化技术和随机动态规划的方法,得到知识化制造单元的最优任务控制策略;仿真结果表明了所求得的控制策略是可行和有效的。4.为了解决多Agent多类工件的知识化制造单元的任务控制问题,本文提出一种新的矩阵自动机模型对知识化制造单元进行建模。该模型具有结构化的特点,并能够用来分析制造单元动态运行的性能。采用随机动态规划的方法求取自动机的最优控制策略,并给出知识化制造单元运行的仿真方法和程序。该控制策略下的目标函数明显低于随机控制策略下的目标函数。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 本文的研究背景

1.2 本文拟研究的问题

1.2.1 知识化制造系统的任务分配决策

1.2.2 产品开发任务分配暨开发团队组织模式决策

1.2.3 带故障单个Agent 的知识化制造单元动态任务控制策略

1.2.4 多Agent 多工件的知识化制造单元的建模与控制

1.3 国内外研究现状及本文的研究基础综述

1.3.1 国内外研究现状

1.3.2 本文的研究基础

1.4 本文解决问题的思路

1.5 本文的结构

第二章 知识化制造系统的任务分配决策

2.1 引言

2.2 知识化制造系统

2.2.1 提出的背景

2.2.2 制造模式的知识网表示

2.2.3 KMS 的定义、体系结构、功能结构和逻辑层次

2.3 KMS 的规划、调度与控制

2.3.1 Agent 群的内部结构

2.3.2 特征控制

2.4 KMS 的任务分配决策

2.4.1 特征控制实现的Agent 群内部任务分配

2.4.2 数学模型

2.4.3 特征选取

2.4.4 对任务和Agent 变化的响应

2.5 基于Tabu 搜索的优化算法

2.5.1 Tabu 搜索关键词定义

2.5.2 初始可行解的获得

2.5.3 算法

2.6 实例分析

2.6.1 仿真结果

2.6.2 对任务变化的响应

2.6.3 对Agent 故障的响应

2.7 本章小结

第三章 产品开发任务分配暨团队组织模式决策

3.1 引言

3.2 团队组织模式

3.2.1 团队组织模式的划分

3.2.2 决定团队组织模式的产品特征

3.3 模糊神经网络(FNN)模型

3.3.1 FNN 结构

3.3.2 FNN 的学习算法

3.3.3 FNN 的训练

3.4 学习样本的建立和FNN 参数的选取

3.4.1 论域的定义

3.4.2 隶属函数的确定

3.4.3 初始训练样本的选取

3.4.4 FNN 训练参数的选取

3.4.5 训练结果

3.5 产品开发团队决策支持系统

3.6 实例分析

3.7 本章小结

第四章 知识化制造单元的动态任务控制策略

4.1 引言

4.2 状态跃迁系统

4.2.1 关键词定义

4.2.2 目标函数

4.2.3 状态跃迁系统的控制

4.2.4 对系统随机事件概率分布参数的自学习

4.3 知识化制造单元的控制

4.3.1 系统描述

4.3.2 系统分析

4.3.3 系统状态结构图

4.4 系统的控制策略

4.4.1 离散化处理

4.4.2 目标函数的分解

4.4.3 正常状态的控制策略

4.4.4 故障状态的控制策略

4.4.5 工程应用

4.5 实例分析

4.5.1 仿真结果

4.5.2 结果分析

4.6 本章小结

第五章 多Agent 知识化制造单元的建模与控制

5.1 引言

5.2 知识化制造单元的建模

5.2.1 单元描述

5.2.2 单个工件的自动机模型

5.2.3 工件类的向量自动机模型

5.2.4 制造单元的矩阵自动机模型

5.3 知识化制造单元的控制

5.3.1 单元矩阵自动机控制策略的初步分析

5.3.2 目标函数的离散化

5.3.3 自动机的控制策略

5.3.4 制造单元的动态控制及工程应用

5.4 知识化制造单元矩阵自动机的仿真

5.4.1 仿真策略

5.4.2 仿真流程图

5.4.3 仿真模型的计算机实现

5.5 实例分析

5.6 本章小结

第六章 结论

6.1 论文工作总结

6.2 论文中有待进一步研究的问题

参考文献

作者简介

攻读博士学位期间发表、录用或已投出的学术论文

致谢

报送博士学位论文简况表

优秀博士学位论文推荐表

作者简况表

指导教师简况表

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].基于功能块的可重构制造单元控制系统研究[D]. 吴斌.上海交通大学2008
• [2].制造单元构建的关键技术研究[D]. 王建维.大连理工大学2009
• [3].流水制造单元调度智能优化方法[D]. 李亚志.东南大学2015
• [4].面向多品种变批量生产的重构调度方法[D]. 李京生.北京理工大学2014
• [5].准动态双资源制造单元构建的关键技术研究[D]. 范佳静.浙江工业大学2013
• [6].分布化与智能技术在制造系统中的应用研究[D]. 施群.西北工业大学2000
• [7].基于敏捷制造模式的虚拟车间协同作业原理与应用实践[D]. 郭文胜.四川大学2002

相关论文

• [1].基于试探的任务分配算法研究[D]. 闵帆.电子科技大学2003
• [2].计算机集成制造系统中若干重要技术的研究[D]. 曾议.中国科学技术大学2006
• [3].网络化制造中面向流程重用的业务流程组合研究[D]. 汪军.重庆大学2006
• [4].网络化制造环境下ERP系统的过程集成与重构技术研究[D]. 唐维俊.东南大学2005
• [5].产品开发时间分析与估计方法的研究[D]. 许多.东南大学2005
• [6].知识化制造系统自重构的研究[D]. 薛朝改.东南大学2005
• [7].网络化制造环境下PDM系统产品开发过程管理的研究[D]. 王伟.东南大学2005
• [8].多UCAV协同任务控制中分布式任务分配与任务协调技术研究[D]. 龙涛.国防科学技术大学2006
• [9].基于多Agent系统的动态任务分配研究[D]. 马巧云.华中科技大学2006
• [10].多Agent系统联盟及任务分配的研究[D]. 李勇.合肥工业大学2008

标签：知识化制造系统论文;  任务分配论文;  特征控制论文;  状态跃迁系统论文;  制造单元论文;  动态控制策略论文;  自动机论文;