基于多Agent系统的玻璃加工业原片仓储调度系统研究

发布时间：2020-08-05 10:23

【摘要】：随着经济的全球化的深入,我国迎来了自己的“工业4.0”--中国制造2025。制造业又一次成为了热点。生产调度问题是工业制造的核心问题,也是国内外学者一直研究的学术热点。而仓储调度的效率高低直接决定生产调度好坏。工业生产制造过程中,存在着环境复杂,任务不确定性,使得仓储调度问题的求解较为困难。本文将多Agent技术与玻璃加工制造业生产调度问题的具体实际应用场景--仓储调度系统相结合,设计出有效的基于多Agent技术的仓储调度系统。本文首先介绍了仓储调度基本问题和智能仓储研究现状。进而陈述Agent的基本概念、结构和多Agent系统的概念。阐述了Agent技术应用于调度问题的优势所在。然后将仓储调度系统中设备映射为相应Agent并对其进行建模。在此基础上,建立一个基于多Agent系统的玻璃加工业原片仓储调度系统。Agent之间通过合同网的协商策略通信,使整个系统更智能化。通过设计评价系数、定义目标函数、规划设计算法来实现系统的动态化与全局最优。本文分别从仓储调度系统中加工设备指令执行和仓储补料场景设计算法策略。在加工指令优化方面,通过将指令通过分组的动态组合来寻求加工指令序列整体最优解。在仓储补料算法,引入“信息熵”的理论,使仓储调度系统依据历史数据,补料策略具有预见性。最后通过基于现实工厂加工数据的仿真实验,模拟真实工业生产场景。将Agent方法实验结果与一般规则和传统分派规则对比,证明多Agent仓储系统具有可行性和优越性。最后,本文设计的多Agent玻璃加工业原片仓储系统,根据本文设计的评价指数,将指令动态拆分组合;实现了指令调度动态优化的算法策略,使得该系统性能更好,灵活鲁棒性更强。通过将“信息熵”与调度选择相结合,以“空间换取时间”的预测补料算法使该系统自学习、自适应、自修复能力更好。
【学位授予单位】：南京财经大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F426.71;TP18
【图文】：

分布式控制结构,集中式控制

集中式在问题简单、业务逻辑明显的工业生产中运用较多。其控制逻辑结构图如图2.1 所示。AgentA 是集中式 Agent，其他是普通 Agent。图 2.1 集中式控制（2）分布式控制结构分布式控制结构系统中的个体自由平等。分布式控制 Agent 系统也是通过内部 Agent 信息交流实现整体的智能性。由于 Agent 都是独立平等的，采用分布式控制结构的多 Agent 系统扩展延伸性好，系统规模扩大也不影响系统复杂度。但是由于分布式控制结构的系统，每个 Agent 都有相互通信的可能；整个分布式控制结构系统的通信数量比其他结构的多 Agent 系统要高。分布式控制架构逻辑图如图 2.2 所示，其中 AgentA 、Agent B 、Agent C 是等价独立个体。

分布式控制,混合式

图 2.2 分布式控制控制一个各种逻辑结构混合的体系，其中构成子系统能是集中式也有可能是分布式，具体结构如图 2.3能力，综合了分布式控制和集中式控制的有点，

混合式,协商机制

图 2.3 混合式控制2.2.2 多 Agent 系统协商机制MAS 系统之间消息需要通过协商来传递，任务也需要协商来安排。协商机制的效率将影响整个体系的优劣。目前多 Agent 系统协商机制主要有市场机制、

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