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基于多智能体的数字制造软件平台关键技术研究与实现

薛立功  
【摘要】:信息化是各行各业发展的趋势,制造业也不例外。制造业的信息化,就是要实现产品设计数字化、制造过程数字化、制造管理数字化、咨询服务数字化等,即数字制造。数字制造目前急需要解决的一个重点和难点在于如何将地域不同、功能各异、形形色色的构件有机的结合在一个平台上来。多智能体理论(Multi-Agent System, MAS)引入数字制造领域为上述问题提供了解决的可能。 本文专注于基于多智能体的在分布式环境下的协同数字制造理论与关键技术。应用新的方法,算法,理论与结构在数字制造的重要环节并构建和实现了基于多智能数字制造软件平台。只要内容如下: (1)对基于Agent和多媒体技术的协同设计与冲突消解策略进行了研究。将多智能体技术应用于协同设计,构建了一个协同设计的软件平台MICAD (Multi Agent Intelligent Computer Aided Designing);在MICAD平台上集成了多媒体音视频技术,解决了以往系统中视频会议与协同设计系统分离,难以实时反应协同环境的变化等问题;从多个角度研究了协同设计中Agent的冲突类型,构造了一种冲突消解系统模型,在此模型中构造了多个功能Agent对多个设计Agent发出的协调请求进行处理,该模型根据冲突的特征将其归类并分别找到合适的冲突消解方案,对未能找到匹配方案的难以消除的复杂冲突,可以使用MICAD平台集成的多媒体系统,采用人工通过音视频协商的策略来解决。 (2)研究了CAPP (Computer aided process planning)的发展及相关理论以及如何将遗传算法和人工神经网络结合多智能体技术在CAPP系统中实现,并设计实现了基于多智能体技术的CAPP系统。 (3)对制造车间生产的控制方式、组织结构、竞争与协作进行了研究。将多智能体技术应用于优化车间调度的蜂群算法,设计了一种基于多Agent技术的制造车间生产调度模型,并基于JADE (Java Agent Devloping Enviroment)开发平台具体地设计实现了制造车间调度系统。 (4)在Fusion方法的基础上,运用一种新的面向Agent的软件工程方法O-AOP (Object-Agent Oriented Programming)。应用O-AOP,实现了虚拟车间系统,对虚拟车间系统分别进行了系统分析和系统设计,给出了系统的详细结构。虚拟车间系统的主要功能包括生产计划排产、生产资源动态重组和生产状况实时监控。


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