信息物理融合生产系统优化调度研究

发布时间：2019-11-13 06:02

【摘要】：随着当今科学技术的快速发展和市场需求模式的变化,制造业正在由传统的粗放式集中控制模式向分散化增强型精确控制模式转变。顺应上述变化,以德国"工业4.0"为代表的变革拉开了以智能制造为主导的第四次工业革命的序幕。本次变革将通过信息物理融合系统(CPS)和先进制造技术的深度结合,形成CPS使能的分散化增强型制造模式,即信息物理融合生产系统(CPPS)。CPPS作为一个分布式的异构系统,实现的是集中式控制向分散式增强型控制的转变,将建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。如何制定系统的运行策略,处理不同单元间的协同关系,在不同的任务和目标下,有效获取任务和系统的数据,对不同资源进行调度,将直接影响到生产系统中任务能否高质量、高效进行。鉴于此,本文以面向离散制造的CPPS作为研究对象,对其运行和调度策略展开研究。首先,对工序知识库形式、任务和设备资源的定义方式,以及二者间的匹配机制进行研究,为系统运行提供基础数据支持;然后,确定系统运行的目标和约束,依据多智能体系统(MAS)的相关理论,设计一种基于动态决策中心和动态决策周期的双层决策模式,包括优化指标、多阶段合同网协商机制和基于遗传算法的重调度方式,以保证系统的调度优化结果;随后,为了使系统有效识别和提取任务及设备资源的数据,并按照设定的调度逻辑自治地执行各工序,利用着色Petri网(CPN)建立系统运行逻辑模型,分别建立任务执行加工路线、工序执行流程、调度协商过程的CPN,设计其中的颜色集、变量和函数,论述其运行和实现原理;最终,通过实验验证和案例分析,验证上述理论和方法的可行性和有效性。
【图文】：

结构图,结构图,物理世界,复杂性

逡逑连，，如图１－２所示。具体来说ＣＰＳ的特点包括Ｗ下几个方面：逡逑（１）逦ＣＰＳ能够使信息与物理世界交互协同、深度集成，同时其系结构具有开逡逑放、动态和异构的特点，时间和空间的约束同时存在，复杂性高；逡逑（２）

通用模型

本思想是使物理设备或软件能够模拟人类认知、思考和解社会的组织结构、协作方式、进化机制等［４４］。Ａｇｅｎｔ并没有普遍意义基础上给出的定义为：Ａｇｅｎｔ是一个具有控制问题它可Ｗ是一个机器人、一个专家系统、一个过程、一个计算。该定义一般被称为弱定义。而Ｓｈｏｈａｍ［４６］给出的强定义为：可被包含了诸如知识、信念、承若、愿望和能力等精神状态起来，Ａｇｅｎｔ具有如下特性［４７］：逡逑性：Ａｇｅｎｔ能在没有人或外界程序介入时可Ｗ自行控制其状能力：Ａｇｅｎｔ能通过一定的通信语言与其它实体交流并相互和解决能力：基于自身具备的知识系统和获取的外界环境，解决自身问题或对自身相关问题进行传递。逡逑、协商及协调能力：表现为对于单个Ａｇｅｎｔ无法解决的问题，速的通过协调和合作共同解决或协商执行某类行动等。逡逑用模型如下图［４４］；逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH186

【参考文献】