基于agent的智能制造系统实时动态调度机制研究

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1、基于Agent的智能制造系统实时动态调度机制研究黄腾霄唐敦兵张海涛许超南京航空航天大学机电工程学院摘要：近年來随着制造企业生产过程屮不确定因素增加，动态调度问题变得愈发复杂。在多Agent制造系统基础上提出了一种基于事件触发的制造系统实时动态调度机制，建立了相应的架构模型，并从调度方法、多Agent协调控制，以及调度控制算法等方面对该机制进行了详细说明。该机制可以根据系统运行状态实现车间层的实时控制和动态调度。最终通过实验表明该方法有效减少设备故障等扰动因素对系统运行的影响。关键词：Agent.；动态调度;事件驱动;合同网;作者简介

2、：黄腾霄（1991-），男，浙江金华人，硕士研究生，主要研究方向为现代集成制造技术。收稿日期：2016-03-14基金：南京航空航天大学研究生创新基地（实验室）开放基金项目（ykfjj20150515）ResearchonReal一timeandDynamicSchedulingMechanismofIntelligentManufacturingSystemBasedonAgentHUANGTengxiaoTANGDunbingZHANGHaitaoXUChaoCollegeofMechanicalandElectricalEng

3、ineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics;Abstract：Inrecentyears,theuncertainfactorsincreaseininarmfacturingprocess,whichmakethedynamicschedulingproblembecomemoreandmorecomplicated.Inthispaper,aneventdrivcnreal一timedynamicschcdulingmochanismanditsarchitect

4、uralmodelinmulti-agentmanufacturingsystemareproposed.Andtheprincipleofthemechanismisdescribedindetailfromseveralaspects,suchasschedulingmethod,coordinationcontrolofmutualAgentandschedulingalgorithm.Thismechanismcanbeusedtorealizereal-timecontrolemddynamicschedulingofsh

5、opfloorlayer・Finally,theexperimentsshowthatthesystemcanbeusedtoeffectivelyreducetheimpactofdisturbancefactorslikeequipmentfailureonitsoperation.Keyword：Agent;dynamicscheduling;eventdriven;contractnet;Received：2016-03-140引言车间层调度是制造系统控制的基础环节，调度结果的优劣直接影响制造系统的整体生产效率。传统制造企业

6、采用大批量、单一产品类型的生产方式，在一定程度上减少了调度问题的复杂度，使得传统静态（离线）调度算法能够获得较好的调度结果。然而，随着产品种类增多、制造系统复杂化，生产过程中不确定因素显著增加，设备故障、紧急订单等扰动事件对系统运行的负面影响增大，静态调度控制机制的弊端逐渐显现11空。一方面，适用于静态调度的制造系统在结构、运行、订单等方面都需要极高的稳定性，这将导致系统建设投资巨大且研制周期长固。另一方面，这类制造系统刚性层次化的架构往往限制了系统应对生产环境动态变化所需的自适应性和重构能力，不但难以适应多样化的订单需求，而且系统

7、的单点故障往往容易导致制造系统整体瘫痪回。由此可见，传统静态调度控制方式，己难以适应当前动态多变的牛产环境。因此，在实现高效率和自动化的基础上，如何寻找一种具备良好的响应性、实时性、鲁棒性的制造系统动态调度机制已成为当前制造系统研究的关键内容乞一。在此形式下，制造领域的相关学者提出了大量新兴的动态调度方式，如孙志峻等固研究了基于事件驱动的滚动周期方式进行车间层动态调度，潘全科等回针对多目标动态调度进行研究，吴珊珊IZ1研究了大规模、多约束的复杂生产系统调度,鞠全勇鸟1研究了不同工艺、资源条件下的动态调度。然而，上述方法大多采用启发式

8、搜索算法，运算吋间较长，口计算模型与系统耦合度较高，不易于进行系统重配置。与上述算法不同，多Agent系统可以通过各个子单元交互协作进行完成复杂的生产任务，有利于提高制造系统的柔性及可重构性。许多学者已经在多Agent制造系统的研究中