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车间生产调度中基于聚类的虚拟联盟协商机制

作　者: 高强
导　师: 李冬妮
学　校: 北京理工大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 车间生产调度 多Agent系统 合同网 聚类 虚拟联盟
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
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内容摘要


信息技术的发展和变革,大规模生产、全球化制造、复杂制造环境、激烈竞争、市场剧变等因素对现代生产制造系统提出新的要求,在各种制约条件下,如何组织和利用现有资源,高效率、高质量地完成生产任务,建立以提高企业综合效益为目标的新的生产方式,对传统制造业提出新的挑战。在生产制造系统中,车间生产调度是最重要最基本的环节,也是生产制造系统研究中的难点和重点。有效的调度方法和优化技术是车间生产调度的基础和关键。网络技术、人工智能技术和分布式技术的发展,为车间生产调度的问题研究带来新的思路。本文对多Agent技术在车间生产调度中的应用进行了深入研究,针对车间生产调度问题的建模和优化方法进行了探索。论文的主要工作有:1.详细介绍了车间生产调度问题的研究现状,系统分析了多Agent技术与多Agent系统的基本理论,对车间生产调度多Agent协作方式进行了深入研究。2.针对传统合同网通信量过大和系统效率不高的特点,本文提出了基于机器Agent虚拟联盟的协商机制。虚拟机器Agent联盟通过考察机器Agent加工能力将机器Agent分为几类,然后用一个虚拟的机器Agent可以代表虚拟联盟内所有机器Agent参加投标,缩小了工件Agent招标范围,这样大大减少系统中Agent之间的通信。3.本文提出一种对机器Agent加工能力进行预处理的思想,从车间生产调度的优化目标出发,考察机器Agent三项重要指标(加工时间、加工成本、机器负载率)作为聚类特征向量,用FCM算法实现了对机器Agent进行聚类。聚类的过程是对机器Agent加工能力预考察的过程,聚类的目的是形成机器Agent加工能力相似的机器簇,在此基础上完成机器Agent虚拟联盟的构造。4.机器Agent虚拟联盟的引入,改变了车间生产调度的层次结构,本文设计了基于机器Agent虚拟联盟的车间生产调度体系结构。机器Agent虚拟联盟有两个功能:对外负责对工件Agent的招标和承标,对内负责机器Agent的有效管理和任务的合理分配。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-20
  1.1 本课题研究的背景和意义  11-12
  1.2 车间生产调度问题的研究现状  12-15
    1.2.1 车间生产调度问题的描述  12-13
    1.2.2 车间生产调度问题的特点  13-14
    1.2.3 车间生产调度问题的研究方法  14-15
  1.3 基于多 Agent 的车间生产调度系统  15-18
    1.3.1 分布式控制策略  15-16
    1.3.2 多Agent 技术及MAS 系统  16-17
    1.3.3 合同网协议  17-18
  1.4 本课题主要研究内容  18-20
    1.4.1 课题来源  18
    1.4.2 本课题主要工作和研究重点  18
    1.4.3 论文组织结构  18-20
第2章 多 Agent 技术与 MAS 的基本理论  20-28
  2.1 多Agent 技术  20-22
    2.1.1 Agent 概念  20-22
    2.1.2 多Agent 系统  22
  2.2 多Agent 系统的协作策略  22-26
    2.2.1 Agent 协作方法介绍  22-25
    2.2.2 经典合同网协议存在的不足分析  25-26
  2.3 Agent 联盟  26-27
    2.3.1 Agent 联盟简介  26
    2.3.2 基于Agent 能力描述的联盟  26-27
    2.3.3 Agent 联盟的形成过程及最优联盟结构搜索  27
  2.4 本章小结  27-28
第3章 基于多 Agent 的车间生产调度协作方式  28-33
  3.1 车间生产调度问题模型  28
  3.2 车间生产调度中多Agent 模型  28-31
    3.2.1 Agent 内部结构  28-29
    3.2.2 车间生产调度系统中的Agent 分类  29-30
    3.2.3 车间生产调度Agent 协作过程  30-31
  3.3 机器Agent 虚拟联盟的提出  31-32
  3.4 本章小结  32-33
第4章 机器 Agent 虚拟联盟的聚类  33-42
  4.1 聚类相关知识准备  33-36
    4.1.1 聚类技术简介  33
    4.1.2 聚类技术划分  33-34
    4.1.3 聚类的任务阶段  34-35
    4.1.4 FCM 算法简介  35-36
  4.2 机器Agent 聚类过程  36-41
    4.2.1 考察机器Agent 重要指标  37-38
    4.2.2 确定聚类向量集  38
    4.2.3 选择聚类算法并执行聚类  38-40
    4.2.4 对聚类结果去模糊化  40
    4.2.5 关于机器Agent 聚类粒度的讨论  40-41
  4.3 本章小结  41-42
第5章 基于虚拟联盟的调度体系结构  42-50
  5.1 车间生产调度系统体系结构设计  42-46
    5.1.1 基于机器Agent 虚拟联盟的层次结构设计  42-43
    5.1.2 车间生产调度系统中各Agent 模型及功能设计  43-46
  5.2 基于机器Agent 虚拟联盟的协商策略  46-49
    5.2.1 机器Agent 虚拟联盟动态建立策略  48-49
    5.2.2 机器Agent 虚拟联盟内任务分配机制  49
  5.3 本章小结  49-50
第6章 仿真实验与分析  50-58
  6.1 车间生产调度实例设计  50
  6.2 基于机器Agent 虚拟联盟的车间生产调度算法框架  50-52
    6.2.1 机器Agent 聚类阶段  51-52
    6.2.2 合同网协商阶段  52
    6.2.3 任务执行阶段  52
  6.3 实验数据分析  52-57
  6.4 本章小结  57-58
结论  58-60
参考文献  60-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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