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基于多Agent的铝工业生产分布式调度平台研究

作　者: 邹凡天
导　师: 邹逢兴
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 铝工业生产调度多Agent 虚拟企业优化调度调度算法
分类号: TF808
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
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内容摘要

铝工业是国民经济发展的重要基础原材料产业,同时也是高能耗产业。铝工业生产过程的优化调度问题是目前国际学术界和工业界一个跨学科的前沿研究方向,具有重要的理论意义和明确的应用背景。对铝工业生产调度问题进行系统研究,并将取得的成果应用于工业生产,可以帮助企业提高敏捷化程度,实现制造过程的合理化、自动化和集成化,从而有助于提高在全球经济下的市场竞争力和企业的经济效益。本文以国家自然科学基金重点项目《面向节能降耗的有色冶金过程控制若干理论与方法研究》(项目编号:60634020)的一个子项目:《流程工业过程的模式识别能耗寻优与优化调度方法研究》为背景,引入虚拟企业概念运用多Agent技术及分布式人工智能的相关理论,对铝工业生产调度平台的设计进行了较深入的研究。具体研究内容如下:1.在对铝工业生产调度问题深入分析的基础上,首先,将整个铝工业生产过程分解为四个阶段,针对各阶段不同的生产特点,分别研究了各生产阶段的调度问题;其次,从全局的角度,将四个生产阶段抽象为生产工序,将整个铝工业生产抽象为虚拟企业;最后,利用多Agent技术建立了铝工业生产分布式调度平台的体系结构。2.由于数据库、模型算法库是平台实现调度的核心部分,本文从分析铝工业生产调度的实际需求出发,分别对它们进行了详细的设计,并以虚拟企业级Agent和其中一个联盟成员级Agent所涉及的调度问题为例,对铝工业调度算法的实现机理进行了深入研究。3.在上述研究的基础上,对平台的人机交互界面及其与内部数据库、模型算法库间的接口进行了详细设计,最后,对调度平台进行了功能测试。测试结果表明所设计的优化调度平台基本达到了预期目标,其优化效果明显,对实际生产具有一定的指导意义。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-21
  1.1 铝工业生产调度及研究概述  11-16
    1.1.1 铝工业生产过程及特点  11-12
    1.1.2 铝工业生产调度研究涉及的主要方面  12-15
    1.1.3 研究铝工业生产调度问题的可行思路  15-16
  1.2 国内外工业生产调度平台研究现状  16-18
  1.3 铝工业生产调度平台研究的必要性  18-19
  1.4 本文的主要研究工作及内容安排  19-21
第二章铝工业生产调度平台体系结构的建立  21-32
  2.1 铝工业生产工艺过程调度分析  21-24
    2.1.1 配矿过程调度分析  21
    2.1.2 氧化铝生产调度分析  21-22
    2.1.3 铝电解生产调度分析  22-23
    2.1.4 铝加工生产调度分析  23-24
    2.1.5 铝工业生产全流程调度分析  24
  2.2 多Agent 技术的引入  24-27
    2.2.1 多Agent 技术与多Agent 系统  24-25
    2.2.2 基于多Agent 的分布式调度问题  25-26
    2.2.3 多Agent 系统在虚拟企业中应用的可行性及有效性  26-27
  2.3 基于多Agent 的铝工业生产调度平台体系结构  27-31
    2.3.1 两层次平台体系结构的建立  27-29
    2.3.2 虚拟企业级Agent 的功能结构研究  29-30
    2.3.3 联盟成员级Agent 的功能结构研究  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章平台中数据库与模型算法库的设计  32-54
  3.1 设计目标与思路  32
  3.2 调度平台中数据库系统设计  32-40
    3.2.1 铝工业生产调度过程中数据库系统的需求分析  32-36
    3.2.2 铝工业生产调度平台数据库系统的方案设计  36-40
  3.3 调度平台中模型算法库系统设计  40-52
    3.3.1 模型算法库系统总体设计  40-42
    3.3.2 模型算法库中调度机理研究  42-52
  3.4 本章小结  52-54
第四章人机交互界面及其与内部库间接口的设计  54-76
  4.1 人机交互界面的设计  54-64
    4.1.1 设计的整体思路  54-56
    4.1.2 人机界面的动态优化  56-57
    4.1.3 主要程序界面的设计  57-64
  4.2 人机界面与内部库间接口的设计  64-71
    4.2.1 数据库接口技术的发展主线  65-67
    4.2.2 ADO 的内部结构  67
    4.2.3 使用ADO 开发调度平台数据库模块  67-71
  4.3 铝工业生产调度平台性能测试与结果分析  71-75
    4.3.1 虚拟企业级调度Agent 性能测试  71-73
    4.3.2 采配矿调度Agent 性能测试  73-74
    4.3.3 测试结果分析  74-75
  4.4 本章小结  75-76
第五章总结与展望  76-78
  5.1 全文总结  76-77
  5.2 展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-83
作者在学期间取得的学术成果  83

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