面向型號生產的協(xié)同制造執(zhí)行平臺及其關鍵技術研究.pdf

1、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）是連接企業(yè)上層 ERP系統(tǒng)和生產現(xiàn)場 PCS系統(tǒng)的橋梁，它實現(xiàn)了制造企業(yè)由生產管理到生產控制的轉換。隨著 MES技術的不斷發(fā)展，以單件/小批量為特點的型號生產企業(yè)也應用了一些具有針對性的生產調度與管理系統(tǒng)。近年來，市場競爭日趨激烈，驅使著型號生產企業(yè)做到研制和批產并行，企業(yè)進而對 MES的可集成性、協(xié)同性、敏捷性提出了更高的要求。因此，如何有效地構建適應型號生產需求的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，以及國內外關于制造執(zhí)行平臺各項關鍵技術發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，對型號生產的特點和實際需求進行了探索，利用計算機集成制造技術和人工智能技術提高型號生產各過程的工作效率，進而從總體上縮短生產周期，降低廢品率和生產成本，提高企業(yè)研制和批產的并行能力。全文主要研究內容如下：
　　建立了基于多Agent的協(xié)同制造執(zhí)行平臺體系結構。為實現(xiàn)型號生產過程的集成與協(xié)同，引入了多 Agent技術。面向制造系統(tǒng)設計了

3、一種多 Agent的分布自治控制模式，進而給出了制造系統(tǒng)下Agent的結構、通訊方式和語言，以及多Agent間的協(xié)同機制。在以上技術基礎上，構建了協(xié)同制造執(zhí)行平臺體系結構，并設計了基于虛擬制造單元與Web服務技術的制造資源組織模式，以及基于PSL和XML的制造信息表達模式。
　　研究了基于本體技術的型號生產領域知識集成方法。為滿足知識優(yōu)化集成和重用的需求，建立了型號生產中的領域知識模型和基于本體理論的領域知識形式化表達方法，進而提

4、出了一種基于本體的領域知識集成器。該集成器劃分為本體構建、本體映射和本體合并的三個模塊，規(guī)定了各模塊的運行機理，并對本體映射過程給出了量化的本體相似度計算方法，以一個實際的知識集成和檢索的例子，探討了該領域知識集成器的應用性。
　　研究了型號生產中的業(yè)務過程協(xié)調和沖突消解方法。針對型號生產的前期任務協(xié)調，給出了基于事例推理的任務分解方法和基于合同網協(xié)議的任務分配方法；針對任務執(zhí)行過程中，由信息資源共享不協(xié)調造成的業(yè)務沖突，給出了沖

5、突消解的原則與策略，進而建立了一種混合訪問控制模型，該模型將PBAC與RBAC相結合，把協(xié)同制造環(huán)境中對共享資源的操作限制在具體的任務之中。給出了任務執(zhí)行主體間信任度的定義、分類和計算方法，從而提出了一種授權評價方法。該方法為調解解信息共享不協(xié)調造成的業(yè)務沖突，提供了一種量化的解決方案。仿真結果表明，所提模型和方法能夠制定出符合業(yè)務實際的執(zhí)行序列，從而驗證了對消解業(yè)務沖突的有效性。
　　研究了面向動態(tài)車間調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，構成適宜單件/小批量生產調度的改進型優(yōu)化方法。在新的調度決策點，應用經訓練的B-P人工神經網絡，來確定改進變臨域搜索算法的關鍵參數(shù)，使優(yōu)化算法適應車間執(zhí)行環(huán)境的變化，并對原有計劃進行有效的重調度。通過對比和應用實例，驗證了這種混合變臨域搜索算法對動態(tài)生產調度的有效性。
　　基于以上關鍵技術，結合實際生產對制造執(zhí)行平臺的需求，開發(fā)了平臺原型系統(tǒng)，并驗證了該協(xié)同制造執(zhí)行平臺在實際