智能制造中多Agent系统的研究与应用

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基金项目!国家自然科学基金重大项目&资助’(((#)*#+

万方数据作者简介!李高正男汉江苏博士研究生&$(*",+-&+--,!,56::./0122134789;<7=

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智能制造中多Agent系统的研究与应用

卷

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具有信念!能力!选择等精神状态的软!硬组件"%一般认

一个’(是一个能够在非决策环境中连续!自主地为&)*+

,$

执行某一任务的实体"它具有自己的知识!目标和独立的%处理能力%一般包括一个与其所代表的功能实体相关的领域知识库-一个负责局部任务规划与控制的推理控制单

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万方数据

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智能制造中多Agent系统的研究与应用

系统的研究与应用

作用可以用图!概括说明"

的特点#$%智能制造中&’()*

根据智能制造模式的特点+智能制造中的&’一般()*应满足下列条件,

都有执行某种任务的所必须的知-#.每一个&’()*

当&’被创建后+执行任务所需的大部分知识识"&’()*()*已经存在"另外+该&’能通过自学习或向其它&’()*()*学习获得执行任务所必需的知识"每个&’可以选择合()*适的方法表示/处理知识"即&’的知识可以用网络结()*构/连接权值/算法/软件或计算硬件等方法简化表达+同时+又可以用数据结构+例如事例/框架来明确描述"-!.每一个&’()*都有一个与环境或其它&’()*进行交互的接口"它既能向其它&’()*寻求帮助+又能响应其它&’()*提供服务"&’()*作为012的一个子系统+它必须具有协作其它&’()*的能力+并将子目标集成为系统目标+协作是每一个&’()*

的必要任务之一"-3.每个&’()*是一个结构"这意味着每一个&’()*

可能包含更小的子&’()*+子&’()*还可以再包含更加精细的&’()*

"#$4智能制造中多&’()*

系统的合成机制智能制造环境中的各&’()*

+通过通信网络连接起来+布*系’()

*

万方数据

智能制造中多Agent系统的研究与应用

5(U

机械科学与技术

或行为*+

!9*合成智能仿真系统+

第5’卷

特殊的对象!面向对象的方法可以被用&’(()*+因此&"#$%$

的操作模型&即利用面向对象的方法和结构来建立,-%./可以描述0类及,-实例+,-的结构12中的,-%./%./%./

描述如下3

包含一组任务和一组行为4!’*一个,-%./

它包括任务名6行为!5*一个任务可以用任务框架来描述&动作事件6目标事件6任务状态6任务优先级和时间要求4名6

域行为6接口行为交换行!7*行为可分成三种类型3内部的行为4接口行为是指为+域行为是指限制在,-%./

向其它,-寻找帮忙的行为4交换行为是指为其,-%./%./系统研究中应集中精力考虑的几个关键问题7多,-%./

工智能制造系统理论是在西方发达国家的产权关系6业基础6员工素质和文化背景上提出来的+在中国必须根据国情进行智能制造系统的研究&一方面应从制造系统的单另一方面应从哲学角度来思元技术来研究系统的可行性&

考系统的合理性+异质多,-系统理论能够解决我国制%./

因此&在我国进行造业在技术层次上跨度较大的特殊情况+

它,-%./

提供帮助的行为4!8*行为由知识及知识处理单元组成4

!9*任务框架可接触环境&而行为由,-%./智能制造单元封装在环境之中4

!)*,-%./

可以通过消息检测与环境进行交互作用+虽然&一个,-%./的许多部分可以用面向对象的方法来描述&但一个对象并不等于就是一个,-%./+一个对象与一个,-%./的区别在于,-%./是自治的与合作的+通常来说&面向对象的方法并不支持,-%./

+为了用一个对象来描述一个,-%./&必须提供独立的任务规划机制+用它来理解和处理消息&进而装配成一个描述,-%./

的组件+在动态接口的基础上&利用0./%$.%/或:;<=0;协议模仿多,-%./系统的动态重组与即插即用+根据上述建立012系统仿真的分析和约定&就可以建立其仿真程序框架&其步骤如下3

!’*利用面向对象方法建立加工中心各组成部分的抽象类4

<>.?@A%B-%&<<?CCD.EF#/E?.&<,F/E?.&<:#GH&III

!5*建立动态规划机制4

!7*利用加工中心各组成部分的抽象类和规划机制组建抽象<,-%./4<,-%./

J;DKAEF

3<H.?@A%B-%H.@4<F?CCD.EF#/E?.F?C4

<#F/E?.#F/E?.4</#GH/#GH

4III

L$?/%F/%B

3F?.G/G/$E.-M%NEF%0M4F?.G/G/$E.-M%NEF%2/#/%4III

LDKAEF

3K??A;#DG%!*4K??AO%GDC%!*4K??A

,K?$/!*4III

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万方数据

!8*建立各具体加工中心的类对象!

添加特有的功能智能制造中多,-%./

系统理论的研究&建议集中精力考虑以下几个关键性问题Q7&9R

3!’*异质性问题对于不同认识领域&不同的问题求解风格&,-%./就会对自己所处的环境及其它,-%./的世界观具有不同的假设+这些,-%./怎样公平6高效地进行转换和交流呢S例如&横梗在异质,-%./之间通讯的一个主要障碍就是知识的表示和转换+因此研究智能制造系统中知识的统一表示和转换规律是目前迫切需要研究的问题之一+!5*动态性问题目前对多,-%./系统的研究主要是针对静态环境下进行的&对,-%./本身知识的描述6,-%./的行为6推理决策及,-%./间的协作和控制等所建立的形式化体系都是静态环境下的&无法描述复杂的动态工业过程&

需要引入时间因素&采用动态逻辑学的方法建立多,T-%./意图及协作模型+!7*约束求解问题目前对多,-%./系统的研究处于一种自由求解或优化问题的阶段+事实上&实际的多,-%./系统是处在多种约束之下的+因此研究在时间6资源条件限制下&多,-%./

系统的行为属于新方向&尤其是研究实时性要求高的条件下&多,-%./系统的推理机制及知识的表达方法以及对系统的定量和定性分析尤为重要+

!8*不确定性6

不完备性和矛盾信息问题由于,T-%./

对自己所处的世界只有部分认识&为获得一定程度的灵活性和坚定性&,-%./需要有处理不确定性6不完备性和矛盾信息的先进机制+首先&异质,-%./能够将不确定信息的语义准确传递给其它,-%./&能够对其它,-%./的行为或丢失信息进行处理+其次&,-%./能够找到冲突产生根源的方法&以及消除冲突的方法+

8结束语

目前&基于多,-%./系统的智能制造的研究&尚处于初级阶段+许多方面还处于概念性研究阶段&尚缺乏严格的定义&理论上的物理模型和数学模型+对于,-%./间的意图与协作机制也处在探索阶段+此外&基于多,-%./结构的智能制造系统理论&源于西方发达资本主义国家&是国外学者对其本国制造企业的生产活动和经营管理活动的概括与总结&是分布式人工智能在现代制造技术中应用的产物&对其进行研究并在我国实施具有非常深远的意义+

!下转第5(8页*

智能制造中多Agent系统的研究与应用

4;,

机械科学与技术

第40卷

即该!而在企业网内无效$这样"地址只在局域网内有效#

提就降低了外来用户直接侵入现场采集控制器的可能性#高了系统的安全可靠性$

超级用户’超级用户’即是可以通过企业网%设立&$&

远程设置现场采集参数的用户$&超级用户’必须先在服务还可以要求检查&超级用户’的!器注册$如果要求严格#"地址#即在用户进行&危险’操作时#服务器不仅要检验用户是否是&超级用户’更要检验用户所用远程监测机所在的#如与注册的!则拒绝该用户的服务申请$!"地址#"不同#

等著7应用IG263=#DE7:构建>?@A?BCABF8GHEBJKBLMNKOG>P

企业解决方案278B#0;;;83QFGLLB?2,3廖明夫7裂纹转子动力学特性及其监测技术研究237西北=

工业大学#0;;.

上接第4/;:页1

参考文献32

(用数据库存储每个在线远程监测用户登录时所登记的信息#包括!"地址)用户名等$系统管理员可随时调看每个远程监测用户的信息#一旦发现非法!"地址#则可手动强行断开该连接$

*对每个远程监测用户的服务申请进行状态显示#

以便于系统管理员监视$

如果发现非常情况#可手动强行断开连接$同时#系统会自动保存状态文档#以便于以后调看和系统故障分析$

+如果需要#

可在服务器的操作系统上安装专用的安全防护软件$

,实验

本文利用转子模拟实验器和西工大校园网进行了系统的实验验证$用现场采集模块采集实验转子的多路振动信号#并把数据发送给相连接的服务器-而远程监测机则通过西工大校园网从服务器获得各种服务#

包括远程实时监测)远程历史趋势数据回放)远程历史稳态数据回放)远程报警数据回放和现场采集参数的设置$系统综合测试模仿厂矿企业的现场环境#同时启动状态监测与故障诊断的各个部件#进行各种功能的综合测试$测试结果表明#系统能完成预定的各项功能#即现场数据的采集)处理)传输#服务器的数据传输)系统管理)系统控制#远程监测机的异地数据服务均可实现$根据企业目前状况#该系统可以满足企业需求$.结论

/01

该网络化监测诊断系统#除采用常规的频谱分析诊断方法外#还应用了进动分析诊断原理2,3

#这样可大大提高故障诊断的准确性$

/41系统设计时应充分考虑实际应用中环境的复杂性#以保证系统具有较高的适应性)可移植性$现场采集模块采用客户机5服务器模式可以满足设计需要$

/61经过实验验证#

所设计的系统可以正常运转#实现旋转机械的远程状态监测和故障诊断$

2

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FB?KuBQNKHG?CJXJNAFJ9BRRLGQBNG>?N>G?NACHBNAOFB?KuBQvNKHG?CJQSAOKLG?C2Y37Zwwwfhl[c7m[w[‘_[]]h_[‘xl[vl‘]d][\#0;;y#,,/4196;n.4263刘金锟等7复杂实时动态环境下的多智能体系统2Y

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2y38KLLAHY"#qrst78>OALG?CHABQNGzA{ASBzG>HG?zAHNGQBLLX

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#0;;.94P0n4yP2<3pB>DM#qrst7@=!BCA?NJ9uH>FNSA>HXN>RHBQNGQA2D3

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370;;.9604n60;2;3VWB?B#M7M>uNWBHABCA?NJB?>zAHzGAW2Y37fg]$[m%^"

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#0;;<#;n0,

智能制造中多Agent系统的研究与应用

智能制造中多Agent系统的研究与应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

李高正， 黄小平， 师汉民， 熊有伦

华中科技大学,机械学院信息所,武汉,430074机械科学与技术

MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY2002,21(2)15次

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