基于多智能体的制造系统生产控制建模研究

为提高制造系统生产控制的性能,建立了基于多智能体系统的混合控制模型.该模型把生产控制系统分为管理智能体层、单元智能体层和执行智能体层.管理智能体层负责调度和协调各单元智能体,并对所有智能体进行管理;单元智能体层中的各单元智能体间通过公用数据库相互协作;执行智能体对制造系统内的硬件负责,它们根据局部的本地资源信息及当前状态,接收发布的任务,并对其求解.同一层次的智能体之间是分布式结构.采用基于多智能体的混合控制模式,提高了制造系统生产控制的实时性和灵活性.通过激光拼焊生产系统中的试验,验证了该模型的有效性.     

面向敏捷制造的智能制造单元框架结构的研究

分析了敏捷制造单元的构成和运行特征,提出建立敏捷制造单元智能自治体模型的原则,在此基础上建立了基于多智能自治体系统的敏捷制造单元运行控制框架结构。这种结构不仅很好地解决了敏捷制造单元分布式动态调度与控制问题,而且为制造系统集成和分布式、网络化制造环境下的多单元、多地点协调协作提供了集成框架和技术基础。     

敏捷制造车间任务规划系统的设计与开发

敏捷制造车间任务规划作为联系敏捷制造车间计划与敏捷制造车间调度与控制的纽带，是计划任务在敏捷制造单元层上的动态分配。对敏捷制造车间任务规划系统进行了设计，构造了基于多Agent的体系结构，定义并描述了敏捷制造车间任务规划问题，并在分析敏捷制造车间各个智能体行为的基础上，提出了基于知识和联盟形成算法的敏捷制造车间任务规划方法。该方法。是敏捷制造车间任务规划系统的核心。介绍了开发的敏捷制造车间任务规划系统。     

基于多分辨率聚类的云制造任务分配

针对云制造环境下用户需求复杂多变和制造资源能力分散异构的特点,为实现制造资源的动态共享与智能分配,提出一种能够在云制造环境下迅速得出需求能力高效匹配的多分辨率聚类任务分配方案。根据任务目标特点选择适应的参数建立反映需求能力匹配程度的聚类距离函数,并以此距离为聚类依据展开多分辨率聚类,随聚类过程将任务分解并分配到相应的资源能力提供者,得出云制造系统中需求能力的多分辨率层次结构,为解决云制造环境下资源的高效配置问题、实现云制造系统中用户需求和资源能力的动态匹配提供了可行结构。通过实例对以上任务分配方案过程进行了详述,并论证了该算法可为充分利用云制造系统中零碎制造能力提供有效途径。     

基于多智能体的现代制造系统建模技术

多智能体技术在制造领域的应用是一个新兴的研究热点.文章对智能体的特性进行了全面阐述,提出了一种新的、动态的基于多智能体的制造系统建模方法.基于多智能体的制造系统模型是一个动态的、分布式智能体网络模型,可以对环境变化做出快速响应,动态生成最优的产品制造方案,实现系统模型重构和资源重新配置.     

动态制造环境下的可变特征制造系统自适应调度方法研究

针对动态环境下的可变特征制造系统自适应调度问题,提出了基于合弄体的自治与协调机制,将复杂制造系统的制造资源分解为若干个自治的子合弄体,通过组织不同的子合弄体构建了基于生产任务的可变特征制造系统.由于瓶颈工位的子合弄被多个生产任务共同使用,采用基于瓶颈的启发式算法对瓶颈子合弄进行调度排序,从而实现了动态环境下的可变特征制造系统自适应调度.最后给出了系统应用效果,运行结果表明所提出的方法是有效的.     

制造系统分布式控制结构与调度策略研究

探索新的更具柔性的生产控制系统,是复杂多变的市场的客观需求,通过对制造系统控制结构的分析,提出了基于现场总线的分布式制造系统的控制结构,以实现系统的可扩展性、可维护性、高度柔性、开放和可重组目标,基于多智能体谈判机制的生产调度方法,可以取得单元自主性和整体性能的平衡。该控制结构有利于生产线的敏捷重线。     

制造系统分布式控制结构与调度策略研究

探索新的更具柔性的生产控制系统,是复杂多变的市场的客观需求。通过对制造系统控制结构的分析,提出了基于现场总线的分布式制造系统控制结构,以实现系统的可扩展性、可维护性、高度柔性、开放和可重组目标,基于多智能体谈判机制的生产调度方法,可以取得单元自主性和整体性能的平衡。该控制结构有利于生产线的敏捷重组。     

基于多智能体的现代制造系统建模技术

在对智能体的内涵及基本特性进行详细探讨的基础上，提出一种新的、动态的基于多智能体的制造系统建模方法。基于多智能体的制造系统模型框架是一个动态的、分布式智能体网络模型，可对环境变化作出快速响应，动态生成最优的产品制造方案，实现系统模型重构和资源重新配置。     

知识化制造单元的建模、控制与仿真

为了解决多Agent(智能体)多工件的知识化制造单元的任务控制问题,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,并能够分析制造单元运行的动态性能。用随机动态规划的方法求取自动机的控制策略,并给出知识化制造单元运行的仿真方法和程序。仿真结果表明,数学模型和任务控制策略是可行和有效的。     

基于FAHP和改进蚁群算法的网络化制造资源链构建研究

网络化制造资源集成共享与优化配置主要包括协同制造总任务的分解、单任务驱动的制造资源的评价选择、时序约束关联单任务链驱动制造资源链的构建三个阶段。首先根据协同制造总任务分解的特点,提出了跨组织协同制造任务分解过程模型和相应的分解算法。然后提出了单任务约束驱动网络化制造资源评价指标体系与评价算法,在此基础上对单任务驱动检索的候选资源集,提出了基于改进蚁群算法的时序约束关联单任务链驱动网络化制造资源服务链构建模型与算法。最后通过仿真算例说明了研究成果的有效性。     

面向零件制造过程的协同制造链构建研究

为了有效的实现网络制造环境下资源共享与优化配置,提出了协同制造链的概念,重点分析了协同制造链构建与运行过程,将这一过程划分为制造任务分解与描述、制造服务发现与匹配、协同制造链生成与优化、合同签订与项目执行、协同制造链解体等五个阶段,并对协同制造链构建过程进行了建模与形式化描述.     

面向制造协作联盟的时序约束制造任务跨度研究

针对协作制造联盟的制造任务,分析了制造任务规划与制造资源配置之间的关系,建立了时序约束制造任务跨度模型.从制造任务协作成本、生产周期与任务分解方案3个方面出发,定性、定量地分析了影响时序约束制造任务跨度规划的问题,建立了影响因素与任务跨度之间的数学关系式,得出了最优的任务跨度值.从这些拟定量分析的结果出发,得出一些有益于协作制造任务规划的结论.     

支持创新概念设计的多Agent系统

概念设计在产品开发过程中起着重要作用.针对概念设计的独特性,分析了支持创新概念设计系统的关键技术,利用多Agent系统的结构特征,以基于树结构的遗传算法作为创新支持,给出了一个支撑环境,该环境为设计人员的协作以及资源共享提供了支撑框架;文中还详细描述了环境中各模块的功能和组成,并给出了相应模块的数学模型.     

基于多Agent的虚拟企业调度研究与实现

针对虚拟企业制造环境的不确定性、动态性和复杂性，运用多Agent技术实现生产调度系统的反应性和智能性．构建了虚拟企业生产调度系统体系结构；通过Agent能力匹配来实现任务分解；采用基于合同网的协商和多属性决策来解决虚拟企业调度问题中的任务分配和协作，利用集成的优化算法来自动处理调度优化问题，并进行了原型系统的开发。     

制造网格任务分解策略和相关度判定研究

制造网格任务分解能大大降低制造任务执行过程中的信息交互复杂度和约束关系,提高制造网格协同工作的效率,从而保证服务质量(Quality of Service,QoS)。弱耦合原则是制造网格任务分解时的关键准则。根据制造任务之间的弱耦合要求,即要求分解后的子任务(活动)间的相关度较小(弱耦合),提出了一种基于模块化的任务分解策略,分析了模块化分解的可行性和分解过程,并建立了分解模型,提出了一种制造网格子任务(活动)间相关度判定的方法,并通过一个实例说明了任务分解相关度的判定方法。     

基于PDM协同设计任务建模与调度方法研究

从产品数据管理系统中协同设计过程任务建模的角度出发,提出基于产品结构分解的协同设计过程人员-任务分配模型,建立任务结构的约束映射和基于可扩展着色Petri网的任务过程建模方法,实现Multi-agent协同设计过程任务调度集成框架,最后进行了系统实现.     

A task-oriented modular and agent-based collaborative design mechanism for distributed product development

The rapid expansion of enterprises makes product collaborative design （PCD） a critical issue under the distributed heterogeneous environment, but as the collaborative task of large-scale network becomes more complicated, neither unified task decomposition and allocation methodology nor Agent-based network management platform can satisfy the increasing demands. In this paper, to meet requirements of PCD for distributed product development, a collaborative design mechanism based on the thought of modularity and the Agent technology is presented. First, the top-down 4-tier process model based on task-oriented modular and Agent is constructed for PCD after analyzing the mapping relationships between requirements and functions in the collaborative design. Second, on basis of sub-task decomposition for PCD based on a mixed method, the mathematic model of task-oriented modular based on multi-objective optimization is established to maximize the module cohesion degree and minimize the module coupling degree, while considering the module executable degree as a restriction. The mathematic model is optimized and simulated by the modified PSO, and the decomposed modules are obtained. Finally, the Agent structure model for collaborative design is put forward, and the optimism matching Agents are selected by using similarity algorithm to implement different task-modules by the integrated reasoning and decision-making mechanism with the behavioral model of collaborative design Agents. With the results of experimental studies for automobile collaborative design, the feasibility and efficiency of this methodology of task-oriented modular and Agent-based collaborative design in the distributed heterogeneous environment are verified. On this basis, an integrative automobile collaborative R＆D platform is developed. This research provides an effective platform for automobile manufacturing enterprises to achieve PCD, and helps to promote product numeralization collaborative R＆D and management development.     

敏捷制造链的快速构造与运行控制策略

针对未来产品异地设计、加工、装配等制造全过程中的组织、管理、信息、决策与控制方式,提出了一种基于Internet、采用具有多智能体机制的敏捷制造快速构造与运行控制的技术体系与总体方案,探索了有关异地制造过程中技术信息交换平台、制造链统一建模、资源配置、多边协商、异地监控等技术路线与关键技术,该方案在充分考虑我国现有国情的基础上,突出了系统性、可操作性与实用性。     

面向虚拟企业的制造任务描述及制造链构造方法研究

分析了珠江三角洲企业对制造协作网的需求，介绍了建立制造协作网的背景，重点针对制造类任务，探讨了基于制造协作网的制造任务描述方法，特别提出了采用特征映射技术实现的制造任务描述方法，在此基础上，提出了合作伙伴的寻找策略及有关关键技术问题的解决方法。