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

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)格(Grid)技術(shù)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(shù)和制造技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物應(yīng)運(yùn)而生，為網(wǎng)絡(luò)化制造提供了一個(gè)通用的協(xié)作平臺(tái)。制造網(wǎng)格系統(tǒng)是分布式異構(gòu)平臺(tái)，是網(wǎng)格技術(shù)在制造業(yè)的具體應(yīng)用，其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在資源的異構(gòu)性和多樣性以及活動(dòng)的復(fù)雜性。在制造網(wǎng)格的應(yīng)用過(guò)程中，制造資源的調(diào)度問(wèn)題越來(lái)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(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地、持續(xù)地、高

2、速地提供服務(wù)，本文提出了將多Agent技術(shù)以及螞蟻算法應(yīng)用于制造網(wǎng)格系統(tǒng)中對(duì)其資源管理及調(diào)度過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化的方案，并對(duì)相關(guān)技術(shù)和理論進(jìn)行了闡述。 本文介紹了制造網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)制造網(wǎng)格資源調(diào)度模塊進(jìn)行功能分析。根據(jù)制造業(yè)的特點(diǎn)，探討了制造網(wǎng)格系統(tǒng)在進(jìn)行資源調(diào)度時(shí)所應(yīng)該遵循的準(zhǔn)則，確定了制造資源的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。分析了制造網(wǎng)格資源調(diào)度模塊結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行方式，得到其調(diào)度模塊功能圖。 在對(duì)制造網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，引入

3、了多Agent技術(shù)，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(luò)化虛擬協(xié)同制造系統(tǒng)，用來(lái)運(yùn)行各種制造方案。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Agent不只是對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)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(shí)間內(nèi)處理大量的實(shí)體消息。這就需要強(qiáng)大計(jì)算能力的支持，而網(wǎng)格計(jì)算是有效的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理的方法。這就為多Agent技術(shù)在制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)多Agent技術(shù)的思想，制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的多個(gè)制造資

4、源可以看作是多個(gè)封裝好的Agent服務(wù)，從制造資源的物理配置考慮，又可以將具體的某一個(gè)制造資源劃分為多個(gè)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(shù)手段來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，而Agent作為一種軟件模塊，把它應(yīng)用于制造網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)中，具有許多優(yōu)點(diǎn)，在本文中具體論述了這些優(yōu)點(diǎn)。 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(shí)的行為，按照啟發(fā)式思想

5、，通過(guò)信息傳媒(Pheromone，信息素)的誘導(dǎo)作用，逐步收斂到問(wèn)題的全局最優(yōu)解，是求解適應(yīng)性計(jì)算問(wèn)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(wèn)題是眾所周知的NP問(wèn)題，而大量的實(shí)驗(yàn)表明，螞蟻算法是一種有效的求解NP-Ⅰ-類問(wèn)題的新型算法，具有較強(qiáng)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(yīng)用于制造網(wǎng)格系統(tǒng)中的資源調(diào)度模塊中，對(duì)于適應(yīng)制造網(wǎng)格的資源強(qiáng)動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，提高制造網(wǎng)格系統(tǒng)的可擴(kuò)放性