基于改进蚁群算法的智能调度系统设计与开发

蚁群算法是一种模拟蚂蚁群体智能行为的仿生优化算法,具有良好的正反馈、鲁棒性、群体性和并行性等特点.在研究柔性作业车间调度的基础上,针对企业实际生产情况,将改进蚁群算法应用于求解实际生产调度问题.笔者介绍了智能调度系统的需求分析、系统设计和主要功能模块的实现.系统实现时采用事件驱动调度策略,当调度任务发生变化时根据上次调度结果重新调度,同时对蚁群算法做出适当改进,添加机器选择策略,在搜索解路径的过程中,首先确定下一步可供选择加工的工件在哪台机器上加工,然后确定加工哪个工件.开发的智能调度系统能完成企业的动态柔性调度,能较好的解决机器变化和订单变化引起的重调度问题,提高企业生产效率.     

智能加工单元及调度问题的研究

提出了智能制造系统中智能加工单元的结构,建立了智能加工单元调度的神经网络模型,这种调度是集柔性制造系统（ Ｆ Ｍ Ｓ） 零件加工调度和柔性装配系统（ Ｆ Ａ Ｓ） 产品装配规划于一体的调度方法．仿真结果表明,这种调度方法具有高度的柔性和智能性．由于智能加工单元是智能制造系统（ Ｉ Ｍ Ｓ） 的一个重要的智能结点,因此对其重要组成部分智能调度系统进行深入研究,可以提高智能加工单元的智能水平．     

Multi-Agent技术在车间调度中的应用

根据车间调度的动态复杂性,本文提出了一种将多智能体(Multi-Agent)技术应用于设备调度的模型、整个调度系统建立于任务Agent,资源Agent和协调Agent基础上,通过招标——投标机制及奖罚制度完成车间调度,调度过程的优化通过一个综合指标来实现．经过仿真实例验证,本系统很好的实现了多目标优化,并且保证了整个系统朝着全局最优的方向发展．     

基于遗传算法的柔性车间批量调度研究

针对一类柔性车间批量生产问题,提出了新的调度策略:区分工件的批量准备时间和加工时间;小批次调度策略.在此基础上,采用遗传算法作全局优化算法来实现最优调度,给出了批次调度策略下的遗传算法的编码、解码方案,以及一种特殊的交叉操作设计.仿真算例分析表明,一方面,所设计的遗传算法对解决柔性调度问题具有理想的效果,另一方面,在采用相同优化算法的前提下,分批次调度策略可以缩短工件的生产周期.     

基于MAS的AGVS分布式作业调度方法

针对自动导引车传统集中式作业调度方法存在可靠性差、信息传输效率低和难以应用于大规模系统的问题,提出一种基于多智能体系统(MAS)技术的分布式作业调度方法,详细设计自动导引车系统作业调度问题的MAS模型体系结构、各智能体的行为、协商机制、竞拍值计算等MAS的相关要素,提出允许小车智能体间交换任务和任务智能体有条件重新拍卖的方法来优化调度方案。通过仿真对所提出的方法进行了验证,结果表明,相比传统调度方法,本文提出的方法具有更好的环境适应性、更稳定的综合性能。     

智能加工单元及调度问题的研究

提出了智能控制系统中智能加工单元的结构,建立了智能加工单元调度的神经网络模型,这种调度是集柔性制造系统（ＦＭＳ）零件加工调度和柔性装配系统（ＦＡＳ）产品装配规划于一体的调度方法。仿真结果表明,这种调度方法具有高度的柔性和智能性。由于智能加工单元是智能制造系统（ＩＭＳ）的一个重要的智能结点,因此对其重要组成部分智能调度系统进行深入研究,可以提高智能加工单元的智能水平。     

基于模糊推理系统的作业车间交货期瓶颈辨识研究

针对现今制造企业的客户交货期满意度低的问题,阐述了研究交货期瓶颈问题的重要性和紧 迫性．通过应用模糊推理系统知识来定义交货期瓶颈,提出了辨识不同加工阶段的交货期瓶颈工件 的方法,建立了作业车间生产系统的交货期瓶颈辨识模型．基于模糊推理系统的辨识方法操作方 便,便于用计算机软件实现．最后,应用某加工车间的实例说明了该辨识方法的有效性．     

基于排样优化与车间调度的粮机装备智能制造平台研究

针对我国粮机装备制造业的现状与存在的问题,在智能制造的发展趋势下,提出了构建智能化、低成本、高效率的粮机装备智能制造平台的思路。分析了粮机装备制造业在制造成本与生产效率方面的智能制造需求,提出了以切割下料排样优化与车间作业调度优化为核心的粮机装备智能制造技术体系。详细给出了平台的关键技术与实现方法,主要包括型材零件切割下料排样优化、板材零件切割下料排样优化与车间作业调度优化等核心内容。在此基础上,设计并开发了基于排样优化与车间调度的粮机装备智能制造平台。该平台能够较好地增强粮机企业的智能化制造程度,降低制造成本,提高生产效率。     

基于遗传算法的Job-Shop调度问题研究

研究单目标作业车间调度问题(JSP),提出了一种基于遗传算法以缩短生产周期为目标的Job-Shop调度问题。通过建立数学模型,设置编码、解码方案,以及确定选择、交叉、变异等遗传算子,充分利用遗传算法的特点解决加工车间静态、动态问题,并通过Gantt图给出调度方案。结合应用实例进行分析,分析结果表明该方法是有效的、可行的。     

多态性作业车间鲁棒调度CA-GA建模

针对多态性作业车间鲁棒调度问题,建立了多态性作业车间鲁棒调度ＣＡ－ＧＡ模型．根据此 类车间多单元布局特点构建作业车间元胞机整体框架,采用遗传算法来优化元胞机的自组织演化规 则．考虑到调度的鲁棒性,将鲁棒指标最大完成时间加入模型多目标函数,并以平均松散时间为各个 方案鲁棒性的评价指标．最后,将模型应用于ＰＴＣＮ公司生产实例中,通过优化前后的调度方案比较, 从加工时间、设备利用率、设备平衡率以及交货期等四个方面验证了该模型的可行性与实用性．     

基于Agent会话的数字车间运作模型的研究

使用会话作为分析Agent之间通信的基本单位。在基于Agent的数字车间中有多种类型的Agent分别实现着不同的功能，它们之间在进行交互时，因为任务和功能的不同而应采取不同的会话方式。在分析各种不同类型Agent之间7种主要类型的交互关系后，给出了基于Agent会话的车间运作过程，并用AUML描述了车间生产调度会话模式。最后采用Java语言在Agent开发平台JADE上实现了数字车间的调度系统，验证了基于Agent会话的数字车间运作模型的高效性和可靠性。     

用遗传算法实现Multi—Agent协同设计中的子任务调度

提出了Ｍｕｌｔｉ－Ａｇｅｎｔ协同设计任务调度的目标模型,描述了系统资源和Ａｇｅｎｔ资源的数据结构,并以细粒度子任务的调例,用遗传算法实现任务调度,提高了Ｍｕｌｔｉ－Ａｇｅｎｔ协同的效率。     

多品种多工艺车间作业调度的multi-Agent建模

为了有效解决动态、复杂的多品种多工艺车间作业调度问题,提出了一种基于multi-Agent的多品种多工艺车间作业调度建模与分析方法.根据多品种多工艺车间作业调度的动态复杂性,并结合multi-Agent技术具有自主性、协调性特点,建立了多品种多工艺车间调度multi-Agent物理模型及数学模型.整个调度分析系统建立在计划Agent、搜索Agent、协商Agent、决策Agent、物流Agent、数据库Agent的基础上,得到了多品种多工艺车间作业调度的multi-Agent目标函数;综合采用招标-投标策略及调度机制,促进调度结果的逐步优化.进一步利用Java编程语言设计了一个multi-Agent多品种多工艺车间作业调度实现系统,以国内某汽车尾管生产企业车间作业调度为例,验证了所建multi-Agent模型和调度实现系统的有效性和可靠性.     

CM3上μC/OS-Ⅱ任务切换和通信机制的应用

针对μC/OS-II系统任务调度处理的局限性,以对Cortex-M3上μC/OS-II源代码的分析为基础,提出了任务切换和任务间通信不可分割的观点,给出了利用任务间通信机制协调多任务运行以解决任务管理局限性的方法,分析了系统各种通信类型的特点,给出了其应用原则和使用方法。由此说明任务间通信在实现多任务协调运行中的重要性,并论证了通信机制的正确使用可以解决大多数系统任务调度局限性带来的问题。     

制造执行系统(MES)在染色车间的应用

以制造执行系统(MES)框架模型和思想理念为指导,结合染色车间管理现状,建立基于MES的染色车间信息系统.该系统能弥补企业计划层和生产控制层之间的断层,提高生产效率、优化资源配置、降低物耗和能耗.然后较详细地讨论了MES系统中几个主要部分:染色车间集中监控系统、生产作业调度系统、生产能耗管理和考核系统.其中染色车间集中监控系统已在某印染企业染色车间得到了应用,并取得了良好的效果.     

An Agent-Based Distributed Manufacturing System

1 Introduction Agent theoryis developed from distributed artificial intelligence ,which is regarded as a prospective method-ology suitable for solving distributed complex problems ,and it has been applied in many areas including manu-facturing engineering.In this paper ,one prototype agent-based distributed manufacturing systemis presented.1 .1 Agent and Multi-agent SystemJennings and Wooldridge (Jennings and Wooldridge 1998) have defined an agent as“a computer systemsit-uatedin some enviro…     

面向数字化工厂的车间布局与生产线仿真研究

为降低产品设计、生产规划与制造之间的不确定性,提高生产系统的可靠性,构建了面向数字化车间的布局与生产仿真框架;针对传统设计与制造过程中产品数据零散,不能保证各子系统数据一致性的缺陷,提出了基于单一产品数据源的制造资源库模型,对制造过程中的所有资源进行有效管理。引用面向对象技术,对车间进行三维布局设计,构建了基于产品、工艺、规划、资源组成的复杂离散生产系统的仿真模型。最后,以某军工制造企业的数控加工车间为例,对车间的生产线布局进行了重新设计和仿真验证,证明了模型的有效性。     

柔性作业车间分批调度多目标优化方法

为了解决柔性作业车间中小批量工件的分批调度多目标优化问题,构建以制造工期、拖期惩罚、加工成本、批次数量和机器总负荷为目标函数的柔性作业车间多目标调度模型.应用改进的强度Pareto进化算法（SPEA）求解.在该算法中,应用模糊c 均值聚类（FCM）加快外部种群的聚类过程,引入自适应的变异算子来增强解的多样性.采用约束Pareto支配和可变长度的编码策略,一次运行就能够求得Pareto最优解集.利用模糊集合理论得到Pareto解的优先选择序列,并从中选出一个最优解.该方法将工件分割成具有柔性数量的多个批次,使各批次的工艺路线选取及加工顺序得到优化.通过实例仿真对该方法的性能进行比较分析.将该方法应用于某机械公司车间调度中,验证了该方法的有效性和适应性.     

基于Multi-Agent的虚拟企业系统模型研究

设计了一种基于Multi-Agent的虚拟企业系统模型,并对该系统中的用户接口Agent、任务计划Agent、执行A-gent、中介Agent、安全Agent、反馈Agent、重构Agent、资源Agent这8种Agent功能进行了介绍;分析了系统的处理流程:当用户提出任务请求时,中介Agnet提供其它相关Agent的地址,找到相关Agent后进行任务处理,在成员企业之间进行访问时先要在安全Agent进行权限验证,权限的高(低)决定了中介Agent提供成员企业里其它Agent地址的多(少)。     

云制造环境下车间制造资源网格管理设计

针对传统车间资源管理方法不能够满足云制造环境下制造资源动态调度与配置的要求,首先提出车间制造资源网格分层结构模型,并设计出云制造环境下车间制造资源网格管理流程,在此基础上定义了由物理资源、制造能力单元和制造能力约束组成的网格基单元,研究制造资源网格管理的3个关键子过程—制造资源网格目录的设计、资源存储代理中间件的设计和资源信息查询子过程.该方法为云制造环境下的制造资源调度与配置提供了统一的资源管理机制,同时丰富了网格技术的研究内容.