基于多智能體的虛擬企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)高級計劃研究.pdf

1、隨著虛擬企業(yè)理論的普及與其運作經(jīng)驗的不斷豐富，加之信息技術的飛速發(fā)展，它已成為21世紀企業(yè)進行生產(chǎn)經(jīng)營和市場競爭的主要形式。同時，虛擬企業(yè)已跨越了概念形成階段而步入了實際運作階段，以至繼續(xù)需要相應的理論和方法為其提供指導。虛擬企業(yè)的生產(chǎn)計劃是虛擬企業(yè)生產(chǎn)運作的核心內(nèi)容之一，其關鍵在于協(xié)同。而多智能體技術體現(xiàn)了一種協(xié)同作用和優(yōu)化作用，恰好能滿足虛擬企業(yè)分布式和異構(gòu)制造環(huán)境的特殊需求。論文從虛擬企業(yè)生產(chǎn)計劃的特點以及制定和執(zhí)行虛擬企業(yè)生產(chǎn)計

2、劃所面臨困難出發(fā)，研究并提出了虛擬企業(yè)高級計劃系統(tǒng)理論框架和基于多智能體的虛擬企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)高級計劃系統(tǒng)模型，并以此為基礎，研究了虛擬企業(yè)任務分解與分配、虛擬企業(yè)全局生產(chǎn)計劃和成員企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)計劃與調(diào)度等關鍵問題。最后結(jié)合企業(yè)的實際運作，開發(fā)了原型系統(tǒng)，以驗證論文所提出的理論和方法。 論文沿著問題—理論—方法—實踐這—條主線展開并深入，主要工作和創(chuàng)新如下： (1)通過分析虛擬企業(yè)生產(chǎn)計劃的主要流程和特點，以及制定和執(zhí)行虛擬企

3、業(yè)生產(chǎn)計劃所面臨的困難，構(gòu)建了虛擬企業(yè)高級計劃系統(tǒng)理論框架，并提出了一個基于多智能體的虛擬企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)高級計劃系統(tǒng)模型。虛擬企業(yè)高級計劃系統(tǒng)理論框架主要由一體化管理和協(xié)同優(yōu)化兩個主體組成，其目標是快速響應客戶個性化需求，最終實現(xiàn)虛擬企業(yè)競爭力的提升。在此理論框架研究的基礎上，通過對虛擬企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)高級計劃系統(tǒng)的系統(tǒng)需求分析，提出了一種基于多智能體的虛擬企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)高級計劃系統(tǒng)模型。該系統(tǒng)模型總體上分為虛擬企業(yè)資源規(guī)劃層、虛擬企業(yè)全局生產(chǎn)

4、計劃層和企業(yè)內(nèi)詳細生產(chǎn)計劃三層，它為虛擬企業(yè)協(xié)同生產(chǎn)高級計劃的實施提供了參考。 (2)從虛擬企業(yè)的總體生產(chǎn)任務出發(fā)，重點研究了虛擬企業(yè)任務分解方法和任務分配模型。為支持虛擬企業(yè)資源規(guī)劃層的運作，以最小化所有生產(chǎn)任務的制造成本為目標，探討了制造資源選擇問題的數(shù)學優(yōu)化模型，并提出了一個帶雜交算子的蟻群優(yōu)化算法求解該模型。通過對多智能體協(xié)商原理和虛擬企業(yè)環(huán)境下多智能體協(xié)商特征的探討，研究了適用于虛擬企業(yè)多智能體協(xié)商的形式化模型、協(xié)商協(xié)

5、議和協(xié)商決策模型，以解決用數(shù)學規(guī)劃方法不能解決的虛擬企業(yè)任務分配問題。同時，以任務的價格協(xié)商為目標，設計了一種新的報價策略，并提出了一個基于改進合同網(wǎng)的多智能體多步協(xié)商算法，以實現(xiàn)虛擬企業(yè)的“雙贏”。 (3)通過分析虛擬企業(yè)成員企業(yè)內(nèi)部和成員企業(yè)之間的協(xié)同問題，運用PSL本體論和XML等技術實現(xiàn)了對流程信息語法和語義層次的描述，并規(guī)范了對工作流的描述，在此基礎上，運用FIPAACL、CORBA和多智能體技術構(gòu)建了基于多智能體的虛

6、擬企業(yè)工作流協(xié)同交互模型，以支持虛擬企業(yè)的協(xié)同生產(chǎn)運作。而后，針對具有浮動開工時間的虛擬企業(yè)生產(chǎn)計劃問題，提出了一個簡易的計劃算法。并針對虛擬企業(yè)生產(chǎn)計劃的特點，建立了其生產(chǎn)任務計劃的數(shù)學模型，提出了一個基于任務編號編碼的混合遺傳算法，充分發(fā)揮遺傳算法所具有的良好全局搜索能力和模擬退火算法能有效避免陷入局部極小的優(yōu)點，從而提高算法的速度和全局收斂性，最后通過數(shù)值仿真，驗證了算法的收斂性和有效性。 (4)從成員企業(yè)生產(chǎn)計劃與調(diào)度問

7、題的角度，探討了制造系統(tǒng)中基于多智能體的生產(chǎn)計劃與調(diào)度、訂單能力評價和招投標協(xié)商機制?？紤]訂單的作業(yè)批量、作業(yè)任務次序約束、制造資源的能力約束和瓶頸約束等，以最小化制造周期為目標，提出了一個實現(xiàn)能力平衡的生產(chǎn)計劃模型，設計了基于優(yōu)先級編碼的遺傳算法對生產(chǎn)模型進行求解，并通過數(shù)值仿真驗證了算法的正確性和有效性。同時，針對各種情況的生產(chǎn)任務再調(diào)度問題，討論了相應的再調(diào)度策略和基于規(guī)則的多智能體再調(diào)度流程。 (5)采用面向智能體編程(