类生物化制造系统协调机制及关键技术研究
发布时间：2021-04-07 06:40
随着以全球化、动态化和用户驱动为显著特征的市场竞争的加剧,制造业面临着越来越大的挑战,现代制造系统的运行环境越来越充满了不确定性,如不可预知任务的变化、设备故障等。这些诸多的不确定因素,要求制造系统动态地协调来响应这些变化,使资源得到优化配置,达到制造系统运行的整体优化。传统的制造模式已经无法满足对制造环境变化的适应性以及对市场变化快捷响应的要求。如何使制造系统模式能够快速、高效和经济地适应市场需求,是对制造企业的一个严峻挑战。本文在此背景下提出了类生物化制造系统模式,然后对类生物化制造系统相关协调机制及关键技术进行深入探讨,主要研究工作如下:1、对类生物化制造系统协调模型进行深入研究。首先,利用生物系统与制造系统之间的相似性,提出了有机制造单元的新概念,分析了其所具有的类生物化性质。其次,在分析制造系统的类生物化调节机理的基础上,从宏观和微观两个层次上分别利用外激素和内激素良好的调节机制,建立了类生物化制造系统协调模型。最后,给出了类生物化制造系统的形式化定义和描述。2、研究了基于内分泌激素调节机制的车间调度问题。针对传统的遗传算法在求解车间调度问题中存在局部搜索能力差、容易过早收敛...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于激素的协调
图 1.2 基于 MAS 的生产控制目前，基于 MAS 技术在制造系统的各个领域都已经得到了不同程度的应用，如网络化制造[21,22]、供应链的协调与优化[23,24]、生产车间的调度[25]等。1.2.2 分形制造系统分形(fractal)的最初思想来源于几何学。几何学描述的客观事物具有自相似的层次结构，局部与整体在形态、功能、空间等方面具有一定的相似性。分形主要包括分形对象在结构上层间自相似性和在形状上不规则性。因此，分形理论实质上是规则性与不规则性的完美结合，是无序与有序的有机统一。这种不同细分层次间的自相似性，反映到系统结构中就是在不同结构层次间具有相似性。在市场环境动态化、复杂化的影响下，现代制造企业越来越呈现出开放的复杂系统的基本特征，其动态化、复杂化、非线性的特性日益凸现出来。利用分形理论对现有的制造系统进行重组，为的是使制造系统获得具有更强的环境适应能力和更加敏捷的市场响应能力。据此德国人内瓦克在 1992 年提出了分形公司(Fractal Company)的概念，从而可以使一个公司的组织结构成功地适应不确定的、动态的制造环境。分形公司是由若干基本的分形单元组成的一个开放的
这些自治的分形单元为分形制造系统的动态重构提供了依据，进而使整个分形制造系统的自组织、自优化的能力得到保证。另外，分形制造系统在结构和功能上具有一定的相似性，而且其中的分形单元能够根据不确定性环境的变化进行动态自组织和自优化。图 1.3 给出了分形制造系统的概念结构模型[27]。图 1.3 分形制造系统的概念结构模型图 1.4 为分形制造系统的动态重组过程[28,29]，图中左边部分表示初始的分形制造系统的递阶控制结构，最上层中的分形单元 1 控制较低层次的分形单元(分形单元 2 和分形单元 3)，最低层中的分形单元直接控制物理层中的设备。另外，每一层次的分形单元相当于一个 Agent。当有不可预知的事件发生(如设备故障、任务变化等)时，在基于 Agent 的交互机制作用下，FrMS能够自治地和动态地重构成新的方案，使得系统能够高效连续的工作，体现出较好的适应性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于内分泌机制的防火墙自适应调控算法[J]. 朱思峰,王华东,魏荣华. 计算机科学. 2009(11)
[2]激素调节机制IAGA在作业车间调度中的应用[J]. 王雷,唐敦兵,万敏,许美健,袁伟东. 农业机械学报. 2009(10)
[3]类生物化自适应制造系统控制结构(英文)[J]. 王雷,唐敦兵,万敏,袁伟东,许美健. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2009(02)
[4]Improved Multi-Agent System for the Vehicle Routing Problem with Time Windows[J]. 但正刚,蔡临宁,郑力. Tsinghua Science and Technology. 2009(03)
[5]面向对象Petri网离散制造系统生产调度建模研究[J]. 王景华,韩江洪,刘征宇,臧娈,徐娟. 系统仿真学报. 2008(15)
[6]面向涌现的多Agent系统研究及其进展[J]. 金士尧,黄红兵,范高俊. 计算机学报. 2008(06)
[7]一种基于投标结果修正的合同网协议[J]. 甘璐,杨宜民,王建彬. 控制理论与应用. 2008(02)
[8]基于内分泌调节机制的粒子群算法[J]. 陈得宝,赵春霞. 控制理论与应用. 2007(06)
[9]基于PetriNets的协调机制研究[J]. 洪流,马巧云,陈学广. 计算机应用研究. 2007(04)
[10]基于多Agent可重构生产系统控制模型[J]. 王莉,蔡颖,薛庆,殷俊. 北京理工大学学报. 2007(03)
博士论文
[1]动态不确定环境下生产调度算法研究[D]. 刘琳.上海交通大学 2007
[2]基于生物网络的智能控制系统及其应用[D]. 刘宝.东华大学 2006
[3]分布式自治制造系统中协调机制的研究与仿真[D]. 郜庆路.华中科技大学 2005
[4]制造网格及其基于QoS的资源管理系统研究[D]. 刘丽兰.上海大学 2004
[5]Holonic制造系统模型及控制技术研究[D]. 袁红兵.南京理工大学 2002
硕士论文
[1]基于扩展合同网的多Agent任务分配机制的研究[D]. 高飞燕.大连海事大学 2009
[2]分形制造系统中的生产调度问题研究[D]. 陈超.中国海洋大学 2009
[3]基于人工智能整合的人工免疫内分泌模型及算法[D]. 崔嵬.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3122987
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于激素的协调
图 1.2 基于 MAS 的生产控制目前，基于 MAS 技术在制造系统的各个领域都已经得到了不同程度的应用，如网络化制造[21,22]、供应链的协调与优化[23,24]、生产车间的调度[25]等。1.2.2 分形制造系统分形(fractal)的最初思想来源于几何学。几何学描述的客观事物具有自相似的层次结构，局部与整体在形态、功能、空间等方面具有一定的相似性。分形主要包括分形对象在结构上层间自相似性和在形状上不规则性。因此，分形理论实质上是规则性与不规则性的完美结合，是无序与有序的有机统一。这种不同细分层次间的自相似性，反映到系统结构中就是在不同结构层次间具有相似性。在市场环境动态化、复杂化的影响下，现代制造企业越来越呈现出开放的复杂系统的基本特征，其动态化、复杂化、非线性的特性日益凸现出来。利用分形理论对现有的制造系统进行重组，为的是使制造系统获得具有更强的环境适应能力和更加敏捷的市场响应能力。据此德国人内瓦克在 1992 年提出了分形公司(Fractal Company)的概念，从而可以使一个公司的组织结构成功地适应不确定的、动态的制造环境。分形公司是由若干基本的分形单元组成的一个开放的
这些自治的分形单元为分形制造系统的动态重构提供了依据，进而使整个分形制造系统的自组织、自优化的能力得到保证。另外，分形制造系统在结构和功能上具有一定的相似性，而且其中的分形单元能够根据不确定性环境的变化进行动态自组织和自优化。图 1.3 给出了分形制造系统的概念结构模型[27]。图 1.3 分形制造系统的概念结构模型图 1.4 为分形制造系统的动态重组过程[28,29]，图中左边部分表示初始的分形制造系统的递阶控制结构，最上层中的分形单元 1 控制较低层次的分形单元(分形单元 2 和分形单元 3)，最低层中的分形单元直接控制物理层中的设备。另外，每一层次的分形单元相当于一个 Agent。当有不可预知的事件发生(如设备故障、任务变化等)时，在基于 Agent 的交互机制作用下，FrMS能够自治地和动态地重构成新的方案，使得系统能够高效连续的工作，体现出较好的适应性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于内分泌机制的防火墙自适应调控算法[J]. 朱思峰,王华东,魏荣华. 计算机科学. 2009(11)
[2]激素调节机制IAGA在作业车间调度中的应用[J]. 王雷,唐敦兵,万敏,许美健,袁伟东. 农业机械学报. 2009(10)
[3]类生物化自适应制造系统控制结构(英文)[J]. 王雷,唐敦兵,万敏,袁伟东,许美健. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2009(02)
[4]Improved Multi-Agent System for the Vehicle Routing Problem with Time Windows[J]. 但正刚,蔡临宁,郑力. Tsinghua Science and Technology. 2009(03)
[5]面向对象Petri网离散制造系统生产调度建模研究[J]. 王景华,韩江洪,刘征宇,臧娈,徐娟. 系统仿真学报. 2008(15)
[6]面向涌现的多Agent系统研究及其进展[J]. 金士尧,黄红兵,范高俊. 计算机学报. 2008(06)
[7]一种基于投标结果修正的合同网协议[J]. 甘璐,杨宜民,王建彬. 控制理论与应用. 2008(02)
[8]基于内分泌调节机制的粒子群算法[J]. 陈得宝,赵春霞. 控制理论与应用. 2007(06)
[9]基于PetriNets的协调机制研究[J]. 洪流,马巧云,陈学广. 计算机应用研究. 2007(04)
[10]基于多Agent可重构生产系统控制模型[J]. 王莉,蔡颖,薛庆,殷俊. 北京理工大学学报. 2007(03)
博士论文
[1]动态不确定环境下生产调度算法研究[D]. 刘琳.上海交通大学 2007
[2]基于生物网络的智能控制系统及其应用[D]. 刘宝.东华大学 2006
[3]分布式自治制造系统中协调机制的研究与仿真[D]. 郜庆路.华中科技大学 2005
[4]制造网格及其基于QoS的资源管理系统研究[D]. 刘丽兰.上海大学 2004
[5]Holonic制造系统模型及控制技术研究[D]. 袁红兵.南京理工大学 2002
硕士论文
[1]基于扩展合同网的多Agent任务分配机制的研究[D]. 高飞燕.大连海事大学 2009
[2]分形制造系统中的生产调度问题研究[D]. 陈超.中国海洋大学 2009
[3]基于人工智能整合的人工免疫内分泌模型及算法[D]. 崔嵬.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3122987
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