面向型號(hào)生產(chǎn)的協(xié)同制造執(zhí)行平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是連接企業(yè)上層 ERP系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) PCS系統(tǒng)的橋梁，它實(shí)現(xiàn)了制造企業(yè)由生產(chǎn)管理到生產(chǎn)控制的轉(zhuǎn)換。隨著 MES技術(shù)的不斷發(fā)展，以單件/小批量為特點(diǎn)的型號(hào)生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)用了一些具有針對(duì)性的生產(chǎn)調(diào)度與管理系統(tǒng)。近年來，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，驅(qū)使著型號(hào)生產(chǎn)企業(yè)做到研制和批產(chǎn)并行，企業(yè)進(jìn)而對(duì) MES的可集成性、協(xié)同性、敏捷性提出了更高的要求。因此，如何有效地構(gòu)建適應(yīng)型號(hào)生產(chǎn)需求的MES系統(tǒng)，是重要并且有待深入研究的課題。

2、>　　本文在分析了 MES系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，以及國(guó)內(nèi)外關(guān)于制造執(zhí)行平臺(tái)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)型號(hào)生產(chǎn)的特點(diǎn)和實(shí)際需求進(jìn)行了探索，利用計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)和人工智能技術(shù)提高型號(hào)生產(chǎn)各過程的工作效率，進(jìn)而從總體上縮短生產(chǎn)周期，降低廢品率和生產(chǎn)成本，提高企業(yè)研制和批產(chǎn)的并行能力。全文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　建立了基于多Agent的協(xié)同制造執(zhí)行平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)型號(hào)生產(chǎn)過程的集成與協(xié)同，引入了多 Agent技術(shù)。面向制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)了

3、一種多 Agent的分布自治控制模式，進(jìn)而給出了制造系統(tǒng)下Agent的結(jié)構(gòu)、通訊方式和語言，以及多Agent間的協(xié)同機(jī)制。在以上技術(shù)基礎(chǔ)上，構(gòu)建了協(xié)同制造執(zhí)行平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了基于虛擬制造單元與Web服務(wù)技術(shù)的制造資源組織模式，以及基于PSL和XML的制造信息表達(dá)模式。
　　研究了基于本體技術(shù)的型號(hào)生產(chǎn)領(lǐng)域知識(shí)集成方法。為滿足知識(shí)優(yōu)化集成和重用的需求，建立了型號(hào)生產(chǎn)中的領(lǐng)域知識(shí)模型和基于本體理論的領(lǐng)域知識(shí)形式化表達(dá)方法，進(jìn)而提

4、出了一種基于本體的領(lǐng)域知識(shí)集成器。該集成器劃分為本體構(gòu)建、本體映射和本體合并的三個(gè)模塊，規(guī)定了各模塊的運(yùn)行機(jī)理，并對(duì)本體映射過程給出了量化的本體相似度計(jì)算方法，以一個(gè)實(shí)際的知識(shí)集成和檢索的例子，探討了該領(lǐng)域知識(shí)集成器的應(yīng)用性。
　　研究了型號(hào)生產(chǎn)中的業(yè)務(wù)過程協(xié)調(diào)和沖突消解方法。針對(duì)型號(hào)生產(chǎn)的前期任務(wù)協(xié)調(diào)，給出了基于事例推理的任務(wù)分解方法和基于合同網(wǎng)協(xié)議的任務(wù)分配方法；針對(duì)任務(wù)執(zhí)行過程中，由信息資源共享不協(xié)調(diào)造成的業(yè)務(wù)沖突，給出了沖

5、突消解的原則與策略，進(jìn)而建立了一種混合訪問控制模型，該模型將PBAC與RBAC相結(jié)合，把協(xié)同制造環(huán)境中對(duì)共享資源的操作限制在具體的任務(wù)之中。給出了任務(wù)執(zhí)行主體間信任度的定義、分類和計(jì)算方法，從而提出了一種授權(quán)評(píng)價(jià)方法。該方法為調(diào)解解信息共享不協(xié)調(diào)造成的業(yè)務(wù)沖突，提供了一種量化的解決方案。仿真結(jié)果表明，所提模型和方法能夠制定出符合業(yè)務(wù)實(shí)際的執(zhí)行序列，從而驗(yàn)證了對(duì)消解業(yè)務(wù)沖突的有效性。
　　研究了面向動(dòng)態(tài)車間調(diào)度的混合變臨域搜索算法。

6、將粒子群優(yōu)化算法作為局域搜索引擎融入到變臨域搜索算法中，構(gòu)成適宜單件/小批量生產(chǎn)調(diào)度的改進(jìn)型優(yōu)化方法。在新的調(diào)度決策點(diǎn)，應(yīng)用經(jīng)訓(xùn)練的B-P人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來確定改進(jìn)變臨域搜索算法的關(guān)鍵參數(shù)，使優(yōu)化算法適應(yīng)車間執(zhí)行環(huán)境的變化，并對(duì)原有計(jì)劃進(jìn)行有效的重調(diào)度。通過對(duì)比和應(yīng)用實(shí)例，驗(yàn)證了這種混合變臨域搜索算法對(duì)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調(diào)度的有效性。
　　基于以上關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)對(duì)制造執(zhí)行平臺(tái)的需求，開發(fā)了平臺(tái)原型系統(tǒng)，并驗(yàn)證了該協(xié)同制造執(zhí)行平臺(tái)在實(shí)際