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21世纪是信息时代,市场竞争十分激烈,制造业面临挑战,旧的生产模式已经不能满足现代化生产的要求。为在竞争中立于不败之地,企业纷纷实施生产管理信息化、自动化、现代化的建设以改进企业内部的生产和管理,这样先进的、科学的生产管理系统的研究成为当前的热点问题。车间是制造的基本单元,然而车间生产所涉及的问题内容复杂、范围广泛,许多都具有NP难度特性,因此车间级的生产管理亟待完善、改进和提高。人工智能的发展,Agent技术的诞生,很好地适应了生产管理向着网络化、智能化和敏捷化方向发展的要求,为车间生产管理系统的研究提供了一条崭新的途径。
实际的车间生产管理系统是一个动态的生产环境,生产计划、生产设备和生产目标等因素的变化都会引起整个生产的变化。为了适应生产环境的动态变化,本论文系统地分析了多智能体系统(MAS)的概念和组织行为,提出了基于多Agent的车间生产管理系统。运用多Agent技术将车间生产管理系统模型抽象为管理Agent、任务Agent和资源Agent三类基本单元,并按照合同网协议,,通过招标——投标机制进行各Agent之间的协商和合作,实现车间生产的全局协调运作和动态调度。
针对车间生产中设备不确定因素,本论文采用蚁群优化算法(ACO)规划生产设备的排产,灵活地处理各种约束,将其设计成类似于旅行商(TSP)问题的模式求解,使得生产过程中设备状态变化时生产线有一定的自我调节能力,能及时执行动态重调度,实现车间生产的排产全局优化,从而构造了一个动态的,可重构的生产管理系统,具有很好的通用性,可以在企业中广泛推行。
本论文以沈阳电机股份有限公司为对象,在MAS理论基础上研究开发了智能型的车间生产管理系统,是企业上层管理与下层生产过程的重要桥梁。通过对本系统的使用,在满足一定的约束条件下,如保证规定的完工期限、最大限度的生产能力等,实现了车间资源的合理配置和有效利用,大大降低了生产成本,达到了企业生产管理的整体优化和追求最佳经济效益的目标。
本系统采用客户/服务器(Client/Server,C/S)模式,以关系型数据库SQL Server2000为后台服务器数据库,以Visual Basic 6.0作为前端开发工具,实现了车间生产管理系统的设计和开发。