基于Multi-agent分布式監(jiān)控和智能診斷模型研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化和企業(yè)國際化已成為未來的發(fā)展趨勢。在制造業(yè)信息化發(fā)展進(jìn)程中，現(xiàn)代設(shè)備日益向復(fù)雜化、精密和自動(dòng)化方向發(fā)展。設(shè)備供需鏈的國際化，客戶對(duì)服務(wù)要求的不斷提高，給企業(yè)的售后服務(wù)帶來極大的挑戰(zhàn)。為了加強(qiáng)制造商、用戶及其合作企業(yè)之間的聯(lián)系，提供優(yōu)質(zhì)高效的遠(yuǎn)程服務(wù)是企業(yè)贏得市場競爭的重要保證。 在面向多企業(yè)和多用戶共存的遠(yuǎn)程服務(wù)環(huán)境中，如何有效地組織和利用企業(yè)/分銷商(包括專家)和設(shè)備用戶的數(shù)據(jù)和技

2、術(shù)資源，構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地域分布的多用戶的遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)，是目前迫切需要解決的技術(shù)問題。本文以上海市信息委科技攻關(guān)項(xiàng)目“大型機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能診斷系統(tǒng)”為背景，在分析遠(yuǎn)程故障診斷的模式和遠(yuǎn)程診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從傳統(tǒng)診斷系統(tǒng)“服務(wù)對(duì)象單一”、“資源分散”和“系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)”的問題和企業(yè)的實(shí)際需求出發(fā)，提出了面向多用戶的遠(yuǎn)程故障診斷服務(wù)新模式，建立了分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能診斷服務(wù)模型，深入研究了Agent通信、知識(shí)表

3、達(dá)、智能決策等關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備狀態(tài)、及時(shí)進(jìn)行故障預(yù)報(bào)、快速識(shí)別設(shè)備故障、準(zhǔn)確找出故障原因、提供切實(shí)可行的維修方法等功能，并達(dá)到了分布式系統(tǒng)資源共享的目的。 本文在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了較為深入研究：(1)建立了基于Multi-agent分布式監(jiān)控和智能診斷體系結(jié)構(gòu)(DistributedMonitoringandIntelligentDiagnosisModelBasedonMulti-agent，DMIDMMA)。論

4、文從系統(tǒng)功能框架入手，運(yùn)用Multi-agent理論和面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，建立了系統(tǒng)基元模型。以基元模型為理論基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)功能框架進(jìn)行剖析，建立了DMIDMMA體系結(jié)構(gòu)模型，體系結(jié)構(gòu)模型包括結(jié)構(gòu)模型、過程模型和知識(shí)模型。結(jié)構(gòu)模型描述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)體的存在方式；過程模型描述了系統(tǒng)中的功能實(shí)體行為動(dòng)作過程；知識(shí)模型描述了模型的知識(shí)組織和利用情況。從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控到智能診斷，DMIDMMA多視圖模型是一個(gè)嚴(yán)密的自組織協(xié)調(diào)模型，它具有開放

5、性、靈活性、自適應(yīng)性、智能性和協(xié)同性等特點(diǎn)。 (2)論文對(duì)Agent通信技術(shù)和基于本體的框架式知識(shí)表達(dá)方法進(jìn)行了深入研究。按照DMIDMMA功能要求，本文對(duì)Multi-agent之間的通訊技術(shù)和基于本體的框架式知識(shí)表達(dá)進(jìn)行研究。Multi-agent通信分為遠(yuǎn)程設(shè)備數(shù)據(jù)采集通信和系統(tǒng)內(nèi)部消息通信兩種通信方式。遠(yuǎn)程設(shè)備數(shù)據(jù)采集通信是系統(tǒng)提取遠(yuǎn)程設(shè)備狀況信息的一種數(shù)據(jù)通信方式，它按照應(yīng)用的場合不同，將數(shù)據(jù)采集分為集中式數(shù)據(jù)采集和分布

6、式數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)內(nèi)部Agent間的消息通信機(jī)制是為了保證Agent間的協(xié)作和交互而進(jìn)行的。本文提出基于KQML_XML消息通信機(jī)制，以保障系統(tǒng)各Agent之間通信的準(zhǔn)確性和安全性。本文提出并建立了基于本體的框架式知識(shí)表達(dá)機(jī)制，便于診斷系統(tǒng)分布式知識(shí)充分利用，達(dá)到資源共享的目的。 (3)論文將Agent技術(shù)和智能決策支持技術(shù)相結(jié)合，提出Multi-agent綜合智能診斷決策支持技術(shù)。利用基于角色控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)用戶、角色和訪問權(quán)限的

7、邏輯分離，便于對(duì)用戶進(jìn)行角色和權(quán)限管理。在診斷任務(wù)分解上，提出基于樹結(jié)構(gòu)的任務(wù)分解結(jié)構(gòu)和執(zhí)行方式，減少了任務(wù)執(zhí)行過程的信息耦合和資源沖突現(xiàn)象，在任務(wù)分配中，提出基于閥值的改進(jìn)遺傳任務(wù)分配算法和基于權(quán)重的最小隊(duì)列任務(wù)分配算法，實(shí)現(xiàn)了診斷任務(wù)并行執(zhí)行和串行執(zhí)行的相互結(jié)合的控制策略，大大減少了診斷任務(wù)執(zhí)行時(shí)間，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。提出基于Multi-agent分布式智能診斷方法，并結(jié)合運(yùn)用基于證據(jù)理論的診斷知識(shí)評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)分布式故障綜合診

8、斷決策支持。 (4)在J2EE框架下，部署并開發(fā)了分布式監(jiān)控和智能診斷原型系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控和智能綜合診斷的功能，為診斷系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用提供可靠的工具支持。論文運(yùn)用JMS異步消息傳輸機(jī)制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)環(huán)境下多Agent間數(shù)據(jù)傳輸和通信，提出在策略模式下對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)不同類型的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和診斷信號(hào)的提取，論文還提出了提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速度和數(shù)據(jù)安全控制技術(shù)的措施及實(shí)現(xiàn)方法。 (5)結(jié)合某