隨著以全球化、動態(tài)化和用戶驅(qū)動為顯著特征的市場競爭的加劇,制造業(yè)面臨著越來越大的挑戰(zhàn),現(xiàn)代制造系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境越來越充滿了不確定性,如不可預(yù)知任務(wù)的變化、設(shè)備故障等。這些諸多的不確定因素,要求制造系統(tǒng)動態(tài)地協(xié)調(diào)來響應(yīng)這些變化,使資源得到優(yōu)化配置,達(dá)到制造系統(tǒng)運(yùn)行的整體優(yōu)化。傳統(tǒng)的制造模式已經(jīng)無法滿足對制造環(huán)境變化的適應(yīng)性以及對市場變化快捷響應(yīng)的要求。如何使制造系統(tǒng)模式能夠快速、高效和經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)市場需求,是對制造企業(yè)的一個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文在此背景下提出了類生物化制造系統(tǒng)模式,然后對類生物化制造系統(tǒng)相關(guān)協(xié)調(diào)機(jī)制及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探討,主要研究工作如下:1、對類生物化制造系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型進(jìn)行深入研究。首先,利用生物系統(tǒng)與制造系統(tǒng)之間的相似性,提出了有機(jī)制造單元的新概念,分析了其所具有的類生物化性質(zhì)。其次,在分析制造系統(tǒng)的類生物化調(diào)節(jié)機(jī)理的基礎(chǔ)上,從宏觀和微觀兩個層次上分別利用外激素和內(nèi)激素良好的調(diào)節(jié)機(jī)制,建立了類生物化制造系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型。最后,給出了類生物化制造系統(tǒng)的形式化定義和描述。2、研究了基于內(nèi)分泌激素調(diào)節(jié)機(jī)制的車間調(diào)度問題。針對傳統(tǒng)的遺傳算法在求解車間調(diào)度問題中存在局部搜索能力差、容易過早收斂... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

基于激素的協(xié)調(diào)

圖 1.2 基于 MAS 的生產(chǎn)控制目前，基于 MAS 技術(shù)在制造系統(tǒng)的各個領(lǐng)域都已經(jīng)得到了不同程度的應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)化制造[21,22]、供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)與優(yōu)化[23,24]、生產(chǎn)車間的調(diào)度[25]等。1.2.2 分形制造系統(tǒng)分形(fractal)的最初思想來源于幾何學(xué)。幾何學(xué)描述的客觀事物具有自相似的層次結(jié)構(gòu)，局部與整體在形態(tài)、功能、空間等方面具有一定的相似性。分形主要包括分形對象在結(jié)構(gòu)上層間自相似性和在形狀上不規(guī)則性。因此，分形理論實(shí)質(zhì)上是規(guī)則性與不規(guī)則性的完美結(jié)合，是無序與有序的有機(jī)統(tǒng)一。這種不同細(xì)分層次間的自相似性，反映到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中就是在不同結(jié)構(gòu)層次間具有相似性。在市場環(huán)境動態(tài)化、復(fù)雜化的影響下，現(xiàn)代制造企業(yè)越來越呈現(xiàn)出開放的復(fù)雜系統(tǒng)的基本特征，其動態(tài)化、復(fù)雜化、非線性的特性日益凸現(xiàn)出來。利用分形理論對現(xiàn)有的制造系統(tǒng)進(jìn)行重組，為的是使制造系統(tǒng)獲得具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和更加敏捷的市場響應(yīng)能力。據(jù)此德國人內(nèi)瓦克在 1992 年提出了分形公司(Fractal Company)的概念，從而可以使一個公司的組織結(jié)構(gòu)成功地適應(yīng)不確定的、動態(tài)的制造環(huán)境。分形公司是由若干基本的分形單元組成的一個開放的

這些自治的分形單元為分形制造系統(tǒng)的動態(tài)重構(gòu)提供了依據(jù)，進(jìn)而使整個分形制造系統(tǒng)的自組織、自優(yōu)化的能力得到保證。另外，分形制造系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上具有一定的相似性，而且其中的分形單元能夠根據(jù)不確定性環(huán)境的變化進(jìn)行動態(tài)自組織和自優(yōu)化。圖 1.3 給出了分形制造系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)模型[27]。圖 1.3 分形制造系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)模型圖 1.4 為分形制造系統(tǒng)的動態(tài)重組過程[28,29]，圖中左邊部分表示初始的分形制造系統(tǒng)的遞階控制結(jié)構(gòu)，最上層中的分形單元 1 控制較低層次的分形單元(分形單元 2 和分形單元 3)，最低層中的分形單元直接控制物理層中的設(shè)備。另外，每一層次的分形單元相當(dāng)于一個 Agent。當(dāng)有不可預(yù)知的事件發(fā)生(如設(shè)備故障、任務(wù)變化等)時，在基于 Agent 的交互機(jī)制作用下，F(xiàn)rMS能夠自治地和動態(tài)地重構(gòu)成新的方案，使得系統(tǒng)能夠高效連續(xù)的工作，體現(xiàn)出較好的適應(yīng)性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于擴(kuò)展合同網(wǎng)的多Agent任務(wù)分配機(jī)制的研究[D]. 高飛燕.大連海事大學(xué) 2009
[2]分形制造系統(tǒng)中的生產(chǎn)調(diào)度問題研究[D]. 陳超.中國海洋大學(xué) 2009
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本文編號：3122987