多Agent技術及螞蟻算法在制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的應用.pdf

1、隨著計算機技術、網(wǎng)格(Grid)技術的發(fā)展，制造業(yè)信息化的深入，制造網(wǎng)格(ManufacturingGrid，MG)作為信息技術和制造技術結(jié)合的產(chǎn)物應運而生，為網(wǎng)絡化制造提供了一個通用的協(xié)作平臺。制造網(wǎng)格系統(tǒng)是分布式異構平臺，是網(wǎng)格技術在制造業(yè)的具體應用，其復雜性主要體現(xiàn)在資源的異構性和多樣性以及活動的復雜性。在制造網(wǎng)格的應用過程中，制造資源的調(diào)度問題越來越舉足輕重。為保證制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的各種異質(zhì)資源，乃至整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地、持續(xù)地、高

2、速地提供服務，本文提出了將多Agent技術以及螞蟻算法應用于制造網(wǎng)格系統(tǒng)中對其資源管理及調(diào)度過程進行優(yōu)化的方案，并對相關技術和理論進行了闡述。 本文介紹了制造網(wǎng)格體系結(jié)構，并對制造網(wǎng)格資源調(diào)度模塊進行功能分析。根據(jù)制造業(yè)的特點，探討了制造網(wǎng)格系統(tǒng)在進行資源調(diào)度時所應該遵循的準則，確定了制造資源的服務質(zhì)量參數(shù)。分析了制造網(wǎng)格資源調(diào)度模塊結(jié)構及其運行方式，得到其調(diào)度模塊功能圖。 在對制造網(wǎng)格體系結(jié)構進行功能分析的基礎上，引入

3、了多Agent技術，制造系統(tǒng)網(wǎng)格環(huán)境可以視為各種制造資源的Agent模型組成的分布式網(wǎng)絡化虛擬協(xié)同制造系統(tǒng)，用來運行各種制造方案。在網(wǎng)絡環(huán)境中，Agent不只是對系統(tǒng)功能進行描述，而且注重于底層的物理行為描述。因而要在有限的時間內(nèi)處理大量的實體消息。這就需要強大計算能力的支持，而網(wǎng)格計算是有效的網(wǎng)絡制造系統(tǒng)實時處理的方法。這就為多Agent技術在制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的應用打下了堅實的基礎。根據(jù)多Agent技術的思想，制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的多個制造資

4、源可以看作是多個封裝好的Agent服務，從制造資源的物理配置考慮，又可以將具體的某一個制造資源劃分為多個Agent。制造網(wǎng)格系統(tǒng)使得制造資源的分布性表現(xiàn)得更加突出，迫切需要有效的技術手段來解決這個問題，而Agent作為一種軟件模塊，把它應用于制造網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)中，具有許多優(yōu)點，在本文中具體論述了這些優(yōu)點。 螞蟻算法(AntAlgorithm)是由意大利人M.Dorigo等人首先提出的，該算法模仿螞蟻覓食時的行為，按照啟發(fā)式思想

5、，通過信息傳媒(Pheromone，信息素)的誘導作用，逐步收斂到問題的全局最優(yōu)解，是求解適應性計算問題的一種有效方法。由于制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的資源調(diào)度問題是眾所周知的NP問題，而大量的實驗表明，螞蟻算法是一種有效的求解NP-Ⅰ-類問題的新型算法，具有較強的魯棒性和內(nèi)在的分布并行性，且易于和其他方法相結(jié)合。本文闡述了螞蟻算法的具體特性，并將其應用于制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的資源調(diào)度模塊中，對于適應制造網(wǎng)格的資源強動態(tài)性特點，提高制造網(wǎng)格系統(tǒng)的可擴放性