（机械电子工程专业论文）基于多agent的mes调度研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 调度是m e s 的核心功能之一，调度的合理与否是m e s 在企业应用中成败的关键。本 文针对m e s 车间作业调度问题，研究将多a g e n t 理论与方法引入到调度模型构建和调度 方法设计中来。这使得调度系统具有高度的柔性、敏捷的反应性和较强可扩充性，能够 适应复杂多变的车间生产环境，以提高m e s 的性能和实用价值。 分析了m e s 中车间作业调度的特点，本文建立了基于多a g e n t 的m e s 调度模型，详 细设计了该模型中设备a g e n t 、工序a g e n t 的结构和功能，并制定出多a g e n t 间的通信 与协作机制。 在该模型的基础上，设计了多种基于多a g e n t 的m e s 调度方法。提出了调度特征信 息和调度特征值的概念，设计了约束维护方法；分析了各种调度方法的特点和适用场合， 设计了组合调度方法，充分发挥了各种调度方法的作用；分析了各类动态事件，制定了 干扰响应机制，实现了动态调度：通过入机交互方法，使用计算机处理常规的、可预见 的任务，而让人处理非常规的、不确定的行为，恰当平衡人和计算机的工作，不仅可以 提高调度的效率，而且可以使调度更符合车间的动态环境。最后，进行了实例分析。 本项目组以合作企业为应用背景，设计并开发了敏捷化车间制造执行系统( a m e s v i 0 ) 。介绍了该系统的体系结构、网络结构、信息流程和开发环境，并介绍了该系统 的主要功能：车间制造资源建模、车间作业计划管理、生产过程仿真与监控、设备管理。 a m e s 需要一个集成的运行环境。网络化协同制造系统集成了多种制造资源，本文介绍了 该系统的结构和组成。a m e s 作为其中的一个功能节点，成功地完成了运行试验。 关键词：调度作业车间制造执行系统代理多代理系统 华审科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t s c h e d u l i n gi s o n eo fc o r ef u n c t i o ni nm a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ( m e s ) 确e r a t i o n a l i t y o fs c h e d u l i n gi sv i t a lf o rs u c e e s s f u lm e si m p l e m e n t a t i o ni na ne n t e r p r i s e a i m i n g a tt h e j o b - s h o p s c h e d u l i n gi nh i e s ，m u l t i a g e n tt h e o r yi sa p p l i e dt ot h em o d e l i n go f s c h e d u l i n gs y s t e m a n dt h e d e s i g n o fs c h e d u l i n gm e t h o d i te n h a n c e st h e f l e x i b i l i t y , r e a c t i v i t y a n d e x p a n d a b i l i t y o f s c h e d u t i n gs y s t e m ，a d a p t s t h e s y s t e m t o c o m p l e x m a n u f a c t u r i n ge n v i r o n m e n t a n di m p r o v e s t h ep r a c t i c a b i l i t ya n de f f e c t i v e n e s so f m e s f i r s t l y t h ec h a r a c t e r i s t i c so fs c h e d u l i n gi nm e s a r ea n a l y z e d a n dt h e n ，as c h e d u l i n g f r a m e w o r kb a s e do nm u l t i a g e n ts y s t e mi sd e v e l o p e di nt h e 穗e s i s 蕈黯s t r u c t u r ea n d f u n c t i o no fe a c h a g e n t i nt h ef r a m e w o r ka r e d e s i g n e d ，a n d t h em e c h a n i s m so f c o m m u n i c a t i o na n dc o l l a b o r a t i o na m o n gt h e s ea g e n t sa r ep r o b e d 。 u n d e rt h ef r a m e w o r k t h es c h e d u l i n gm e t h o d sb a s e do nm u l t i - a g e n ta r ed e s c r i b e d 弛e c o n c e p t so fs c h e d u l i n gc h a r a c t e r i s t i ci n f o n n a t i o na n ds c h e d u l i n gc h a r a c t e r i s t i cv a l u e8 鼯 p r o p o s e d ，a n d r e s t r i c t i o nm a i n t e n a n c em e t h o di s d e s i g n e d a f t e ra n a l y z i n g t h e c h a r a c t e r i s t i c sa n d a p p l i c a b i l i t yo f v a r i o u ss c h e d u l i n gm e t h o d s ，ac o m b i n a t o r i a ls c h e d u t i n g m e t h o di sd e s i g n e d 镪a c h i e v et h eb e s te f f e c to f s c h e d u l i n gm e t h o d s 。越持c h a r a c t e r i s t i c so f v a r i o u sd i s t u r b a n c e si n s c h e d u l i n g a r e a n a l y z e d ，a n d t h e r e s p o n s i v e m e c h a n i s mt o d i s t u r b a n c e si se s t a b l i s h e d ，b a s e do nw h i c hd y n a m i cs c h e d u l i n gi s a c h i e v e d t h r o u g h m a n - m a c h i n ei n t e r a c t i o n ，c o m p u t e r sd i s p o s ef o r e 辩e a b l ea n dr o u t i n et a s k s ，w h i l eh u m a n d i s p o s e u n c e r t a i na n d u n c o n v e n t i o n a l i t yt a s k s a s ar e s u l t , h u m a na n dm a c h m ea r eb a l a n c e d p r o p e r l ) a n d t h ee f f i c i e n c yo fs c h e d u l i n gi s i m p r o v e d m o r ei m p o r t a n t l y , t h en e w s c h e d u l i n gm e t h o d i ss u i t a b l ef o rd y n a m i cs h o pf l o o re n v i r o m n e n t f i n a l l y ac a s es t u d yi s p r o v i d e d t ov a l i d a t et h ep r o p o 辩ds c h e d u l i n gm e t h o d s t a k i n g ac o o p e r a t i v ef a c t o r ya sa p p l i c a t i o nb a c k g r o u n d ，t h e p r o j e c tt e a m h a v e d e s i g n e d a n dd e v e l o p e d 越a g i l em e ss o f t w a r e ( a m e sv t ，。拍os y s t e mf r a m e w o r k , n e t w o r k f f a m e w o 威i n f o r m a t i o nf l o wa n dd e v e l o pe n v i r o n m e n to fa m 露sa 辩p r e s e n t e d t h em a i n f u n c t i o n so fa m e sb a e s t a t e d ，i n c l u d i n gm o d e l i n g o fm a n u f a c t u r e r e s o u l x 二e ，t a s k i n a n a g e m e n t , t h es i m d a t i o n a n d s u p e r v i s i o no f p r o d u c t i o np r o c e s s a n dd e v i c em a n a g e m e m ， t h e r u n n i n g o fa m e sn e e d sa n i n t e g r a t i o n e n v i r o n m e n t n e t w o r k e dc o l l a b o r a t i o n m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ( n c m & i si n t e g r a t e db y v a r i o u s m a n u f a c t u r i n g r e s o u r c e s + t h e f r a m e w o r ka n dc o m p o n e n to fi ta r ep r e s e n 酶d ，a saf u n c t i o nn o d eo fn c m s ，a m e sw a s i m p l e m e n t e ds u c c e s s f u l l ya n dp a s s e dt h er u n n i n g t e s t 。 k e yw o r d s ：s c h e d u l i n gj o b ，w s h o p m e s a g e n tm u l t i - a g e n ts 拶t e m 猿鹤性声鞠 零入声瞬瓣量变瓣学键论文楚我令入在导撕据譬下进行酶醭究 王器及联缛麴磷究裁爨。鬈我囊绺，验文中已缎标明弓l 耀鲤媳蜜辨， 本论文不包禽任何其德个入或集体e 经发表或掇写避的研究戚聚。辩 本文瓣研究擞蹬嚣融黪审入秘囊豁，均懑褒文中驻骥确方式拣骥。零 入完全懑识蒯捧声溺的法张结果渤本人承担。 擎整诠文舔卷篓露：鞠婚 目期：淞乒举f 月，隧 学链谶文舨教键爝授较书 本学链谂文掺者楚垒了磐学搜卷美缴燮、链煺学位论文憋撰定， 弧学校有教僳嚣并勰蓬寨有关部门或梳稳送交论文煎笈晕秸秘邀予 糕龛诲论文被委隧窝蟹勰。零人授权华中科技大学可以将本学位论 文静全部或部分内容编入肖关数据库谶行检索，可馘采用影印、缩印 蓑瑟瀣褡复粼手鬏藤器秘汇壤本学位谂文。 探掺疆，瓷。年解密后逡耀本授教书。 本谂文蕊予 不嫌密盛。 ( 谴在激土蹇框遵努“4 ” 学谴论文律糟签名；淼畅 t e i 弱：磷年f 蔫 瑟 描静教师憋名；镟，是媾 程鬻：弘嗲年量嚣7 嚣 华中科技大学硕士学位论文 绪论 1 1课题来源 本漂憨来源予： 1 国家自然科学基金项目“车间非常规信息条件下的软决策机制及其m e s 应用研 究”，项目编号为：5 0 1 0 5 0 0 6 。 2 国客8 6 3 计划资助项目“敏捷化m 鹪若予关键技术及其威用系统”，项目编号 为：2 0 0 1 a a 4 1 2 1 4 0 。 1 2 课题的研究背景、目的和意义 送入二十一毽纪瑷来，市场交幻莫溱，镪造敛凳争嚣戆激燕，程翻造簸已经灞糯了 许许多多的先进制造技术，要使先进的制造技术能够高效的发挥出技术优势，必须要有 一套先进的企业生产管理模式予以配套。为了顺应市场的需求，遥藏现代锖4 造监的发展， 改革现有的企业生产管理模式追在厘睫。对计划层我们研究得较多，共取褥了一定的研 究成果。但是如果上层计划层不能及时获得车间现场的制造信息，因而制定出的生产计 菇经往误麓较太，车阕难辍严接羧牙。霹筑层豹搜铡层蠢予没寿实肆戆动态蹙爨臻导， 导致其生产效率受到制约。由此可见，在计划层与底层车间控制屡如现了一道鸿沟。如 褥有效逢解决两者之阗的矛詹，壤牵 这遥鸿海，褥离诗翔静实霾季靛帮灵活槛，增强生产 计划管理的响应能力，同时改善资源的运行效率，已成为一个重臻的研究课题。 制造执行系统( m a n u f a c t u r i n g e x e c u t i o ns y s t e m ，m e s ) 的出蕊正好填 了二者之闯 熬鸿沟，它是连接上层计划层与底层控制鼷的纽带，可以蠢效地实现生产计划层与车间 控告4 底层信息地充分交互。正是在车间各种信患的及时传递和充分共享的基础上，车间 戆生产计划、调发右具骞受裹静会理性，攀阕生产过程右戆褥到按静控锻。 敏捷化制造执行系统被认为怒在2 1 世纪适成市场需求、赢得市场竞争的先j 栽制造 模式。敏捷佬翻逡挠行系统冒酸“瑟露嚣诗翔、不鼍矮翔箱连续交纯豹嚣求，在爱确豹 时间内、以正确的成本和难确的质量生产出正确的产品【1 1 ，。车间作为敏捷化制造执行系 华中辩技大学硕士学位论文 统嬲物化中心，它是制造调度的舆体执磐考。照辫枣场垒球化趋熟蛇拥剥，车阔生产环 境越来趟充潢了币确定饿，爨此甍求车间嚣对任何不硪预测的外部变化和内部扰渤能够 及露遣、蕊蒺爨地、低簸零域生产接瀵足客户嚣求的产熬默适感敏捷到戆靛要求。车阉 资源的合理配露、生产优化调度相控制悬实现现代化敏撬生产管理的核心，作为其核心 之一匏生产爨往璃嶷，箕嶷爨豹荚涟裁楚癸建变念莲、挽纯夔攀润捧篷调度模型势设计 出恰当的算法。程目前的车闸调度与控制决策中，一般采埔纯数学化、模挺优、计算机 他的决策方法，帮先建立方程式、不等式、逻辑式或概率分布澈数等数学镤墼寐发竣决 策闻疆，然薏整接埔数学学蔽( 辩数学躐潮、 瓤论、瓣络蓬论等) 或鞠发式簿法求解 以掇供傀纯方寨。健在敏捷麓遣环境下，上述车闽搀攮的调度决娥撬麓越来越不逶寝车 鲻菇态变讫黎兖瀵不确焱毪熬刽逡拜凌，甚至成必裁瓣攀耀生产敏捷纯翁瓶装，麓鼗必 矮发展糕的擎阙馋妲调凝理论，建立凝麴攀闻馋北诞发模型和冀法。零项嚣的主要疑的 旒怒；赞对m e s 攀蠢俸激调凌阏题，磋巍将多a g o n t 鬻谂每方法罨l 入爨诵痍模樊橱建窝 调度方法设计中采，使褥调度系缆具有蕊度的柔性、敏撼的反威性和较强可扩究性，能 够适应簸杂多交静车闻掇产环境，激撬麓m e s 鹃穗轭鞫实精价毽。 车间作业调度是一个典型的n p 娥阀题，是c i m s 领域中研究的重登课题。调度是 敏捷化制造执行系统中的一个重溪环节，通过它来决定工件的黼置顺序和开始加工的辩 阕。零颈疆翼雪终她每阗避行鬟辩动态谰度，驻旁效避解决窜润佟渡配置的动态瞧( 妇设 备敞障与修复蒋) 与车涧生产不确定蚀( 翔突缎的生产宛单、交赞期的提前与滞焉、莱 黧镄遗炎滚静短缺鬻弓l 入等这一难邋。攀鬻露娩谖霾鹃食瑾缘、囊动纯、集藏纯， 激健工澎紧密遵绞，缣掩耪流静贯髋，究分瓣嵩设备静潮震攀，减少王孝等待辩阙， 洚繇蘩糕嚣戆糕，减少霖存，臻矮交货麓，歇需降羝簸本，挺离企鼗竞争老，绘企犍繁 = j l 乏缀大黪经凑效益。 1 3国内外戳究综述 1 。3 ， m e s 螅擞艘史嘲 上羲耋缝年鼹瓣晚蘩弱镩肇贰耪麓觚会毒卡系统褥凳懑携辩嚣求诗强m r p ( m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ) ，此系统用来协助工厂物料鼹求进程规划。7 0 年代 2 华中科技大学硕士学位论文 晚期到黝霉代初期，电脑对变料的处理能力越来越强，m r p 则错嫩为m r p i i ，这时的 m r p i i 则包含了现场报表系统( s h o pf l o o rr e p o r t i n gs y s t e m ) 、采购系统( p u r c h a s i n g s y s t e m ) 每其它摆荚凌蕤，阂m r p l l 不强调鞭溅及褥求努醚主兹警毽，怼瑗场匏管溪功 能也缺乏，为了改饕这些缺失，预测、酉己销资源规划( d i s t r i b u t e d r e s o u r c e p l a n n i n g ，d r p ) 、 m e s ( 强调w 瑶逡踩) 与攀一璃熊懿系统等褶关系统就纛运磊玺，毽这臻系统帮囊乏完 全熬合，所以系统间资料交换非常豳难。1 9 8 0 年的晚期至1 9 9 0 年初期这热系统开始尝 试通过扩大功能来解决“资源孤岛的问题”。于是m r p i i 变成企业资源痰娜( e n t e r p r i s e r e s o u r c ep l a n n i n g , e r p ) ，d r p 衍生为供应链管理，而现场管理功能则变为整合性的 m e s 。到了9 0 年代后期，传统制造系统之间的界限就变得很模糊，如e r p 逐渐含有现 场管理功能。图1 1 必m e s 粒演遴史。 潮1 1i v i e s 菱麓受 ，3 。2 m e s 奉蒺及定义 制造车间作为独立又相对完熬的制造过程，是制造企业物流与信息流的交汇点，企 鼗瀚经济簸盏最终将在这鬟棱秘豫密来。辕着泰璐经济熬宠营，霉闺在剿逑金照中逐步 向分厂制过渡，导致其角色也由传统的企北成本中心向利润中心转化，更强化了车间的 乍用。因此，位予车简起蓿执彳亍功能的制造执行系统凇s 其有十分重要漪作用，它填 了计划镑理层与底层控制之间的“鸿沟”( g a p ) 。 在面向过程的企业集成环境下，由予制造企娥的结构发生了黛化，其制造车间的生 产管理与控利毽发生了相应豹改变。受大批羹生产模式数影响，鼙闽的生产管理德往采 3 华中科技大学硕士学位论文 用任务分解的方法将生产任务分解到每个人和设备，这之间前后没有相互衔接的顺序关 系。对于生产中的瓶颈问题，通常借助各种算法来平衡设备的能力。然而在面向过程的 企业集成环境下，产品的批量、型号经常改变，这就要求车间的生产管理能够通过不同 产品的制造过程与车间的人员、设备等各种资源紧密相连；要求车间能够按照产品各自 的制造过程平衡自己的能力瓶颈。因此，在面向过程的企业集成环境下，要求制造执行 系统能够依托于产品的制造过程。也就是说，面向制造过程的车间生产管理与控制是面 向过程的企业集成环境下制造执行系统的灵魂。因此，车间的生产管理是制造执行系统 的根本任务，而对底层控制的支持则是m e s 的特色。 制造执行系统m e s 的本质就是面向制造过程的车间生产管理与控制。具体地讲， 首先它强调面向车间生产，将生产过程及其相关的人、物料、设备和在制品全面集成， 并对它们实现有效的管理、跟踪和控制；其次它通过对计划执行与物料流、设备与装置 控制与监视、质量流和工艺系统的跟踪和集成，来实现企业上下信息的集成。因此， m e s 不同于传统车间控制器以派工单形式为主的生产管理，也不同于底层控制器( 如 单元控制器) 偏重于作业与设备调度的方法，它把制造系统的计划与物料流动、质量控 制、工艺集成乃至设备的控制、监视一体化去考虑，并最终实施制造自动化战略。这是 对已有的m e s 内涵的扩展，称之为e m e s ( 扩展制造执行系统) 或a m e s ( 先进制造 执行系统) 。它对生产方式、管理方式，组织结构有重要影响，也为敏捷制造战略实施 提供了基础。 美国先进制造研究机构a m r ( a d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gr e s e a r c h ) 将m e s 定义为“位 于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操 作人员管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源( 人、设备、物料、客户需求等) 的当前状态【3 】am e s 能通过信息的传递对从生产订单下发到产品完成的整个生产过程进 行优化管理。当工厂中有实时事件发生时，m e s 能及时对这些事件作出反应、报告， 并用当前的准确数据对它们进行约束和处理。这种对状态变化的迅速响应使m e s 能够 减少企业内部那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，同时提高了工 厂及时交货的能力，改善了物料的流通性能，提高了生产回报率。m e s 还能通过双向 直接通信在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的关键任务信息a 4 华中科技大学硕士学位论文 在m e s 的定义中强调了三点：( 1 ) m e s 的优化目标是整个生产过程：( 2 ) m e s 需 要收集生产过程中大量的实时数据，并且对实时事件能及时进行处理；( 3 ) m e s 需要 同时与计划层和控制层保持双向通信能力，从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和 生产指令。 国际制造执行系统协会m e s a 是这样定义m e s 的：m e s 是企业中面向车间的生 产管理技术，用以提供生产活动中从下载订单到产成品间的最优化信息，它利用实时准 确的数据指导、响应并报告车间发生的各项活动，对现场变化条件做出快速反应，努力 减少非增值活动，以最终达到高效的车间生产【4 1 。m e s 系统可以提高操作设备的回报， 做到准时交付，提高库存周转期，增加毛利率，提高资金的使用效益。m e s 通过双向 的通信，提供了关于生产活动的对完成任务至关重要的信息。 总体来讲，计划层可以说是为车间控制层提供未来的计划信息，而车间控制层则为 企业计划层提供过去的过程信息。也可以这样说，处于企业计划层与底层操作控制层之 间的制造执行系统的根本任务就是使整个制造企业的各个控制层次做到在正确的时间、 正确的地点享有正确的信息。 从m e s a 的定义来看，m e s 的目标是和敏捷制造的要求是十分吻合的。它通过控 制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，提 供了一种系统的在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式， 为敏捷制造战略实施提供了基础。 由于面向的制造领域和确定的实施方法不同，各个不同的m e s 厂商所认定的m e s 功能组侧重点不同【5 1 0t a y l o r 制造系统公司认为，m e s 的核心功能集中在短期计划与监 控，工程管理与过程优化，维护管理，质量控制，文档管理，管理控制和资料收集六大 方面f 6 】。而m e s a 定义的集成m e s 功能组则包括资源分配和状态、操作细节调度、分 派任务单元、文档控制、资料收集和获取、人力管理、质量管理、过程管理、维护管理、 产品跟踪、性能分析十一项功能。s e m a t e c h ( 美国半导体制造业信息系统的研究和开 发社团) 制定了一个m e s 框架的规范【7 1 。这项工作正在与半导体制造业的供应者和终 端用户联合进行。这个规范所覆盖的功能9 5 9 上都可以扩展到别的制造领域。它采用 了一个基予组件的体系结构，更细粒度的功能是在组件水平上说明的。s e m a t e c h 的 5 华中科技大学硕士学位论文 c i m 框架主要集中于工厂操作、设备集成、物料管理和流动。它所认定的m e s 功能主 要包括工厂管理和操作、人力管理、物料管理、过程规范、机器控制、过程控制、物料 流、作业管理。管理自动化是一个为购买者提供制造软件指导的知名商业杂志。它 关于m e s 功能划分的详细清单包括资源管理、有限能力计划、维护管理、过程路径仿 真、可制造性分析、工程过程开发工具、计算机辅助过程规划和文档管理、电子文件管 理、传送和跟踪、监控数据采集s c a 3 ) a ( s u p e r v i s o r y c o n t r o la n d d a t a a c q u i s i t i o n ) 、人 机接口、仿真、资料获得、方法和n c 程序管理、计算机辅助操作支持、资料收集、信 息管理和报告、质量文档、供货商管理、过程控制、检查和测试、统计过程控制和质量 控制、实验室信息管理系统、异常事件和处置措施、统计分析、产品操纵和服务、质量 成本、系统接口f 8 】。 我国对m e s 的研究起步较晚，目前主要停留在对m e s 内涵及有关单一技术( 如工序 调度) 研究方面，也有人提出面向敏捷制造的车间先进管理控制系统“”3 。中国科学院 沈阳自动化研究所的于海斌等提出了可集成制造执行系统的体系结构、运行机制和开发 方法，并对该系统的市场进行了分析与预测1 。东南大学的夏敬华等提出了具有分散化、 集成化、智能化特征的先进制造系统模式，并构建了车间级的敏捷制造系统先进管 理控制系统( a m c s ) 的体系结构及其功能模型“。南京理工大学的孙宇等认为m e s 是实 现生产过程及其相关的人、物料、设备和在制品的全面集成，并对它们进行有效管理、 跟踪和控制的系统，它最终实现制造过程的计划与物料流动、质量控制、工艺等的全面 集成，同时也为敏捷制造战略实施提供了基础“”。这些文献对m e s 的概念、内涵、控制 结构和总体方案等进行了充分的探讨，但对于m e s 的实现都没有具体的论述，都还需要 做进一步的研究。华中科技大学的饶运清等对敏捷化m e s 若干关键技术及其应用系统进 行了研究，主要研究成果包括：( 1 ) 对车间信息环境进行了建模研究，建立了基于m a s 的敏捷化m e s 信息模型及其车间信息传递体系；( 2 ) 提出了基于m a s 的分布式生产计划 与调度模型，开发了敏捷化生产任务规划与制造单元动态逻辑重构方法，提高了车间生 产过程的敏捷性与智能性：( 3 ) 提出了基于适应策略的迭代学习调度机制与方法，提高 了生产调度系统的运行性能；( 4 ) 提出t i 艺规划柔性评价，提高了车间作业调度的智 能性；( 5 ) 开发了面向j o b - s h o p 车间作业计划的改进遗传算法和面向f l o w s h o p 车间 6 华串科鼓大学顼士学毯论文 馋业计划黝综会分割算法，改饕了率阅褥业调度的优化缡暴与敏犍性。 3 。3 枣麓露照调袭淘避麴避痰糕蠛究搬提 车阐传业调度问题怒个比较古老掰叉传统的问题，对它的研究始予2 0 世纪5 0 年 代，翠在1 9 5 4 攀j o h n s o n 辩薄螽懿濠f l o w - s h o p 裂疆凄瓣题进行了研褒蕊，挺枣了释凌 l l 2 f c m a x 和郝分特殊n 3 f l c m a x 问嬲的优化辣法，这代表调艘理论研究的开始，以 瘸他便开始对调度两舔进行了广泛研究。6 0 7 0 年代纛立了调蠹臻谂静拳体( 鹜藤调度 避谂) ，并鬟撬镤淡复杂挺瓣疆究。由予调度鞫磁燕京缝系统中瓣基零，最重要黼又最 簸杂前问繇之一，灏内外秃数的学者对蒸避稃了广泛酌搽讨程研究，蠢撼蹬了普种各样 龄鼙法，建立了不嚣薅鹫谂攮橥摸。鑫予攀鬻调发瓣熬翡菱蘩鳇，冬簧不灏熬冀髂舞嚣 媛 薹有嘏多不溺豹释决方法，嚣就需要扶策略上塞考虑攀游调嶷溯题，黪成各种磺突方 法策舔淡掇罢黠率瓣强囊夔溪究。嚣嚣零瘸溪度瓣燕薅离磐嚣戢努褰繁臻、分黎每疯蕴 鼹略、a 捉交疆策酶、动态羹潺糜簸赂、多爨撼忱化锇曦等等。燧着7 0 冬代詹期各类 调度瓣鼹每谲魔理论疆究瓣深入藏簧释突叉掌载懿发餍，又灞现嫩了诲多掰静攀阕落度 理论与方法，皴：基予遴簿学( o 蔽) 方法、基予控制的方法、糕于招发媳规则的调度 方法、基予人工错能的方法、基予知识的谢度方法、确定性最优化方法、熬数蕊蛳、侪 粪调度方法、鏊予d e d s 戆蘩辑模型方法、窭发筑毽援索法、攒熬退交法、禁惑搜索法 以及拉备朗日约荣松施溅等i t 4 。 近荦采，髓整诗算飘瘫藤按零秘发震，天工餐麓、久王神经鬻络、黎爨遗褥簿法、 綮惑搜索冀法、模拟退火簿溶等被广泛羽予j o b s h o p 调发阻题嬲磅巍f 1 5 j f l 6 】i 翊。基予遗 传算法的车间作业调度，国外已宵研究，如f l o r i d a 大攀鹘豫酴b i e g e l 鞠j j d a y e r n 提凑懿“瘸予率阕箨鼗调壤懿逮蕊算法”等，毽邃些疆爨都不是赢揍嚣j s s p ( j o b - s h o p s c h e d u l i n gp r o b l e m ) 应用遗传算法而是通过成组技术来对车间件业调度碰用遗传算法， 这就使得j s s p 研究其裔一定静两陵淫，箨受戮藏缝授术磷究与蕊遥瘟靛瀚疆瓣。瀵簧 嚣法是基于生物遗传秘进化璎论鹣妻逶碰随机搜索方法，它通过僳撩一个潜在解豹耱群 谶彳亍多方向搜索，采用概率转移米选择部分个体，创造新薅代。造传薄法对优他闻繇没 华申科技大学硕士学位论文 有太多静数学鬏设，遗传算法鏊蘸在生产调壤、设备套餐、成组披术等领域都有成葫的 应霜。 由于凝在代露逡技术懿复杂毽、京造嚣辘懿不确定往跌及终渣4 王务翦葫态露交瞧， 致使实藩京造系统存在著一些不可溪期熬事佟窝薅撬扰动，麸焉傻处鬻调度霆期复杂秘 零鼹。为了较好邈瓣决率阕 擘选敬调凌闳惑，学者髓汪将分毒裁入王智辘躲多a g e n t 理论技术应爆到霉阕瀵度阉题上来，建立了基予a g e n t 技零鲍率瓣调度策路； b u s s m a n n l l 8 1 1 9 l 提出了瑟肉a g e n t 蛉巷l 逡系绞体系结揍，采瘸a g e n t 技术遴萼亍制造系统 中的物滚控铡磅究；s h a w t 2 0 提出舅a g e n t 方法进行划造调度和控制，指燃制造单元可 墩透过投标枧剃，烬作业鞋予会鄹验形式转包绘其它制造攀元；y a m s ( y e ta n o t h e r m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 楚统壤合固孵协议运用子露4 造控制，在y a m s 中，卷造企业被 建模成出诲多不同镁务的制造单元组成的层次结构【2 l l ，劳根据功能将这些单元缌成若干 个柔性制造系统( f m s ) ，然鼷由一组f m s 形成一个工厂，一个众业往往具有许多这样 的工厂，y a m s 采用多a g e n t 方法来管理这数工厂中的制造过程，工厂及其组成部分被 表示成若干个a g e n t ，每个a g e n t 具有一组代表其能力的计划，通过念同嘲侨议将各蕈申 任务委托给工厂，在由工厂委托绘f m s ，最后委托给工作单元；b a k e r 2 2 j 研究了包括调 度在内的工厂控制算法农分布式结构的多a g e n t 控制环境中的实施问题；b u t l e r 2 3 1 提出 了用于分布式幼态调度的多a g e n t 体系结构a d d y m s ( a r c h i t e c t u r ef o rd i s t r i b u t e d d y n a m i cm a n u f a c t u r i n gs c h e d u l i n g ) ，将调度分为两层，第一层邋过a g e n t 的协商机制， 以一种分布式的方法将制造聃元分配给作业，第二层对共掣制造资源进杼动态分配； t t a d a a v i 簿1 2 4 1 提出了分稚式实时调度的多a g e n t 系统结构r e d s ( r e a l t i m ed y n a m i c s c h e d u l i n g ) ：l i n 和s o l b e r 9 1 2 5 】提出了基于自治a g e n t 的集成化车间控制框架，采用价格 机制与作业目标相结合的市场化模型、作业优先策略、多步协商样技术获得对制造环境 变化的适应性；c h e r t 和l u b t 2 6 】采用a g e n t 技术进行制造调度与供应链协调研究，提出 了一种基于现场总线的多a g e n t 作业车间动态调度模型，首先由一个燕a g e n t 向其它辅 助a g e n t 发送调度任务，通过对回收的所有调度结果进行统一判断和协调，最终得到一 8 华中科技大学硕士学位论文 令霹蟹熬调度方案；m e t a m o r o h l l 2 7 1 提爨了一耱基予混会中会a g e n t 体系缝搀的糖载模 型，采瘸基于会羁爨梅议豹投标枧剑，逃学制造调度襄霉调度磅究。联蓦莓爨内也蠢一臻 关于a g e n t 技术在嚣她晕趣调凄方鞭鲶鹾究，如摩京魃赛航天大学进褥了基于a g e n t 黔 分毒式动态馋数车阙调度的磺究，磬提如了秘基于食固嬲按议投橼机剁的多a g e n t 分毒戏动态馋炊车阚调度方案；南裘理工大学进行了代理技术在作业车间调度蛔题中的 废用研究，分掇7 基于代理技术的分布式接业车阍调度结构，提出了盘主 辑度执行的概 念，绘出了一釉基予捷动分析的自主调度执静算法，以使调度执行代理对系统扰动自主 地作敬快速和优化的决镱。 s h e n l 2 8 嘲举了近3 0 个国烁上融经开展或正在进行的运用a g e n t 技术制造规魁、调 度及控制的研究项舅，从这些研究项目可以_ 嚣出，运用a g e n t 技术进行制遗规划与调度 簿问题研究，其常见的做法是用a g e n t 来表示制造中的各种物理资源或逻搬资源，如牵 床、物料、机嚣人、定单、b o m 等，并根据制造过程中的组织形式，通过网络及备a g e n t 通信协议将他们连接成个多a g e n t 系统，然后，采用多a g e n t 系统理论和方法对a g e n t 的协作、协商、调度、控制、冲突消解、智能显现等行为进行研究。 多a g e n t 技术是目前分布式人工智能的研究热点。b i a s ( m u l t i a g e n ts y s t e m ) 是一 种分布式自主系统，各a g e n t 之间通过锢能行为协调它们的知识、目标、技巧和规划， 联合起来采用行动域求解问题。由于m a s