基于Agent的网络化制造模式
发布时间:2011/8/29 10:39:19 访问次数:894
由市场需求驱动的、建立在全球分布式网络基础上的网络化制造系统，其本质上是一个复杂的社会经济人文交互系统。市场需求的动态特性要求采用新的有效的组织形态与运行决策机制，以简单的控制规则来实现复杂制造系统的动态重组与运行控制。这也是现代电子制造技术中关键问题之一。近年兴起的基于Agent的网络化制造模式，有望成为解决这～问题的最有效的系统组织形态。
1．什么是Agent R1283
Agent概念最初源于计算机人工智能领域，用以表示具有推理决策与问题求解能力的智能逻辑单元。Agent之间通过计算机网络连接，Agent作为网络上的智能节点，构成分布式多Agent系统，其特点是开放性、分布式合作和适应环境变化的自组织能力。随着计算机应用的发展，Agent概念扩展到其他领域，其含义也发生变化。在一些领域中Agent表示具有封闭功能、能自主决策的功能实体，称为“自主体”或“自治体”；而另外一些领域中，Agent是功能实体利益的代表，负责代理功能实体的一切外部事务，这种Agent被称为“代理”，本节中的Agent -般是这种含义，如图10.3.2所示。由于目前尚没有确切的中文术语能准确地表达Agent的丰富的内涵，因此本书仍称为“Agent”。
从本质上讲，任何规模、任一层次的制造系统都是由若干个完成不同任务的环节组成。各环节在独立完成自身任务的同时，又相互协作，共同完成制造任务，因此，可以说制造系统实现制造资源向产品转化的整个制造过程，就是一个典型的多Agent协同求解过
程。制造环境中，一个Agent所代表的功能实体可以是制造组织、生产单元和软件系统等。一个工厂、一个制造企业就是一个典型的功能实体，一个功能独立的车间、制造子系统、职能部门，一台或若干台制造设备均可以作为一个功能实体，这取决于Agent的粒度
的选择。Agent的粒度反映其功能实体的规模。功能实体的规模越小，制造环境中Agent的数目就越多，制造系统重组的灵活性增加，适应性增强，但系统的组织与控制的复杂程度也随之增加，并使系统的运行效率降低。
2．基于Agent分布式网络化制造环境 R158D088FNR
根据制造环境中各功能实体完成自身任务的方式？可以将其分为3类：
(1)自动系统运行过程中不需要人的干预的自动系统，如数控设备等；
(2)人机系统通过人机交互进行工作的人机系统，如CAD系统等；
(3)自然系统制造中的人或组织，包括完全由人来操作的简单制造设各。
相应地，可以用3种具有不同功能与结构的Agent分别作为这3类功能实体的代理，即自动系统Agent、人机系统Agent和自然系统Agent。
制造环境中的各Agent通过计算机网络连接起来，构成基于Agent分布式网络化制造环境，见图10.3.3。一般而言，每个Agent都是自律的和彼此独立的组件，但也可以拥有若干Agent作为自己的“友元”，建立一种相对紧密的联系。
为了便于系统的组织与控制，可以依照层次设计的思想规定Agent的粒度，形成多层次的制造环境。譬如，如果规定各Agent所代表的功能实体是独立的制造企业，则形成一种企业联盟网络环境，实现企业之间的集成；如果规定各Agent所代表的功能实体是企业内部的功能子系统，则形成一种企业内部网络环境，实现企业内部的集成。
不同层次制造环境具有同构特征。
3．Agent的动态组合
在社会经济环境中，利益驱动是引起市场竞争，导致社会分化组合的核心因素。与此相类似，由于各Agent是其功能实体利益的代理，因而，在基于Agent的网络化制造环境中，同样可以引入市场竞争机制，以经济利益为纽带，通过市场竞筝中的招标/投标方式，驱动各Agent之间的动态组合，达到制造系统的动态重组。譬如，当出现市场机遇或某个Agent拥有一份生产订单而其自身又不可能（或不必要）全部承担时，则向制造环境中的其他Agent发出任务标书。收到标书的Agent根据将要获得的收益与付出的代价的权衡，决定是否或以何种价格参与投标竞争。发标方收到有关Agent的投标后，从自身是否能获取最大收益的角度确定中标者，并与之签订合同，明确双方的权益，发出任务订单。其中，与发标方具有更紧密联系的“友元”Agent将得到优先考虑。中标者得到任务汀单后，还可以同样的方式向其他Agent招标，最终建立一个动态的合同网。
这样，通过合同网由制造环境中相关的Agent形成一种暂时的层次组织结构，达到动态的和暂时的制造系统重组。随着订单的完成，合同即告中止，这种暂时的系统组织也就随之消亡。当出现新的市场机遇时，这种重组过程重新开始。 R4553A
由市场需求驱动的、建立在全球分布式网络基础上的网络化制造系统，其本质上是一个复杂的社会经济人文交互系统。市场需求的动态特性要求采用新的有效的组织形态与运行决策机制，以简单的控制规则来实现复杂制造系统的动态重组与运行控制。这也是现代电子制造技术中关键问题之一。近年兴起的基于Agent的网络化制造模式，有望成为解决这～问题的最有效的系统组织形态。
1．什么是Agent R1283
Agent概念最初源于计算机人工智能领域，用以表示具有推理决策与问题求解能力的智能逻辑单元。Agent之间通过计算机网络连接，Agent作为网络上的智能节点，构成分布式多Agent系统，其特点是开放性、分布式合作和适应环境变化的自组织能力。随着计算机应用的发展，Agent概念扩展到其他领域，其含义也发生变化。在一些领域中Agent表示具有封闭功能、能自主决策的功能实体，称为“自主体”或“自治体”；而另外一些领域中，Agent是功能实体利益的代表，负责代理功能实体的一切外部事务，这种Agent被称为“代理”，本节中的Agent -般是这种含义，如图10.3.2所示。由于目前尚没有确切的中文术语能准确地表达Agent的丰富的内涵，因此本书仍称为“Agent”。
从本质上讲，任何规模、任一层次的制造系统都是由若干个完成不同任务的环节组成。各环节在独立完成自身任务的同时，又相互协作，共同完成制造任务，因此，可以说制造系统实现制造资源向产品转化的整个制造过程，就是一个典型的多Agent协同求解过
程。制造环境中，一个Agent所代表的功能实体可以是制造组织、生产单元和软件系统等。一个工厂、一个制造企业就是一个典型的功能实体，一个功能独立的车间、制造子系统、职能部门，一台或若干台制造设备均可以作为一个功能实体，这取决于Agent的粒度
的选择。Agent的粒度反映其功能实体的规模。功能实体的规模越小，制造环境中Agent的数目就越多，制造系统重组的灵活性增加，适应性增强，但系统的组织与控制的复杂程度也随之增加，并使系统的运行效率降低。
2．基于Agent分布式网络化制造环境 R158D088FNR
根据制造环境中各功能实体完成自身任务的方式？可以将其分为3类：
(1)自动系统运行过程中不需要人的干预的自动系统，如数控设备等；
(2)人机系统通过人机交互进行工作的人机系统，如CAD系统等；
(3)自然系统制造中的人或组织，包括完全由人来操作的简单制造设各。
相应地，可以用3种具有不同功能与结构的Agent分别作为这3类功能实体的代理，即自动系统Agent、人机系统Agent和自然系统Agent。
制造环境中的各Agent通过计算机网络连接起来，构成基于Agent分布式网络化制造环境，见图10.3.3。一般而言，每个Agent都是自律的和彼此独立的组件，但也可以拥有若干Agent作为自己的“友元”，建立一种相对紧密的联系。
为了便于系统的组织与控制，可以依照层次设计的思想规定Agent的粒度，形成多层次的制造环境。譬如，如果规定各Agent所代表的功能实体是独立的制造企业，则形成一种企业联盟网络环境，实现企业之间的集成；如果规定各Agent所代表的功能实体是企业内部的功能子系统，则形成一种企业内部网络环境，实现企业内部的集成。
不同层次制造环境具有同构特征。
3．Agent的动态组合
在社会经济环境中，利益驱动是引起市场竞争，导致社会分化组合的核心因素。与此相类似，由于各Agent是其功能实体利益的代理，因而，在基于Agent的网络化制造环境中，同样可以引入市场竞争机制，以经济利益为纽带，通过市场竞筝中的招标/投标方式，驱动各Agent之间的动态组合，达到制造系统的动态重组。譬如，当出现市场机遇或某个Agent拥有一份生产订单而其自身又不可能（或不必要）全部承担时，则向制造环境中的其他Agent发出任务标书。收到标书的Agent根据将要获得的收益与付出的代价的权衡，决定是否或以何种价格参与投标竞争。发标方收到有关Agent的投标后，从自身是否能获取最大收益的角度确定中标者，并与之签订合同，明确双方的权益，发出任务订单。其中，与发标方具有更紧密联系的“友元”Agent将得到优先考虑。中标者得到任务汀单后，还可以同样的方式向其他Agent招标，最终建立一个动态的合同网。
这样，通过合同网由制造环境中相关的Agent形成一种暂时的层次组织结构，达到动态的和暂时的制造系统重组。随着订单的完成，合同即告中止，这种暂时的系统组织也就随之消亡。当出现新的市场机遇时，这种重组过程重新开始。 R4553A
相关技术资料
公网安备44030402000607
