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柔性制造系统有众多资源,如柔性机床、运输工具等。从逻辑上看,它是一个分布式系统,因为在同一时刻,有多个任务在这个系统上被处理;同时,柔性制造系统又是柔性的,说它是柔性的,最主要的原因是一个任务有不同的处理方案(加工路线)。因此柔性制造系统对调度的要求较复杂:“快”(决策迅速)、“动”(动态性能好)、“优”(结果好)。由于FMS系统资源的复杂性,大多数学者研究的FMS调度问题或是规模较小,忽略了很多实际因素,或是提出的模型难以求解,都无法很好地解决实际生产问题。
多智能体技术是一种解决分布式问题的人工智能技术,在多智能体系统中,一组自治的智能体之间相互协作,共同完成一个复杂的问题。利用多智能体技术,本文提出了一种基于多智能体的FMS调度系统,试图满足柔性制造系统对调度的要求——“快”、“动”、“优”。
首先,介绍了柔性制造系统与多智能体的基础知识,结合合同网体系结构,本文提出了FMS调度多智能体系统的角色模型——招标委员会角色模型,并根据招标中出现的问题提出了智能体的协调模型;根据系统的整体结构,将角色模型中的角色分配到各个智能体个体上,从而抽象出智能体的角色模型和通信模块。
然后,设计一个智能体通用的通信模块,智能体之间可以利用自己的通信模块与其他智能体进行通信。智能体通信的内容必须能够被对方所理解,根据FIPA规范,定义了FMS调度多智能体系统的通信原语。
最后,为了模拟本文提出的方案,运用iava与SQL 2000数据库开发一个基于多智能体的柔性制造系统仿真软件系统FMS Simulator。利用UML语言,本文对软件的需求进行了分析,并设计出智能体的类图。提出了接力棒式传递方式用于调度智能体线程。本软件不但可以对具体加工任务做出调度,而且可以动态仿真调度的过程,并绘制调度的甘特图,形象直观,有较高的应用价值。利用各个Agent的当前时刻数据,对FMS的调度过程进行了仿真模拟,运行结果良好。