[发明专利]一种基于多智体的生产线调度系统及方法

权利要求书

1.一种基于多智体的生产线调度系统，其特征在于，该生产线调度系统包括全局管理模块、控制器智体和子控制器智体，其中：

所述全局管理模块为所述生产线调度系统中最高层级的管理者，拥有最高的管理权限，其用于输入任务信息，包括接收外界的任务订单、任务更改和任务撤销，同时该全局管理模块与所述控制器智体连接，并接受该控制器智体反馈的任务结果，并对该任务结果进行评定；

所述控制器智体为所述生产线调度系统的核心，包括资源模块、规划计算模块和任务管理模块，其中：

所述资源模块用于存储所述子控制器智体的资源信息，包括原料数量、类型和设备状态，该资源信息供查询和监测；所述规划计算模块与所述资源模块连接，该规划计算模块接受来自所述全局管理模块的任务后，根据所述资源模块中子控制器智体中的资源信息，对所述任务进行分解，并将分解后的任务发送给所述任务管理模块，所述任务管理模块接受来自所述规划计算模块的分解任务，并将该接受的分解任务按照优先顺序进行排序，然后分发给所述子控制器智体；所述子控制器智体用于执行来自所述任务管理模块发送的任务；

所述规划计算模块任务分解的步骤如下：

步骤1：规划计算模块接收到任务后，判断任务需求的设备是否属于同一类型智体组，若属于，转至步骤3；若不属于，转至步骤2；

步骤2：将任务按照控制器智体能力进行分解，将任务分解为不同能力智体组的子任务，将子任务下发给对应能力的智体组；对于能力完全不同智体组按照其能力进行分配，对于能力有覆盖的智体组，应按照完成任务的效率进行分配，优先分配给效率高的智体组；

步骤3: 若子任务能由单一子控制器智体完成，子任务不需分解，转至步骤4，若子任务无法由单一子控制器智体完成，则按照子控制器智体的消耗时间和资源成本进行权值打分，按照权值分数的最优结果进行任务分配；

步骤4：子控制器智体接收子任务后，按照自身具备资源进行规划计算并对所规划出的结果相应的代价权值打分，得到规划分数a；当子控制器智体的共享资源不为空时，子控制器智体根据自身具备的资源和共享资源对任务进行规划计算，并对所得出的规划结果进行对应的权值打分，得到规划分数b，子控制器智体得到规划分数a或者a和b后，将规划的结果反馈给控制器智体，由控制器智体进行汇总计算；

步骤5：控制器智体得到规划结果后，进行最终的汇总计算，得到最优的协调规划结果，并反馈给全局管理模块等待最终结果确认；控制器智体与子控制器智体的规划流程如下：

Step4.1：控制器智体任务管理模块接收到任务后，判断任务是否指定设备，若指定设备，控制器智体根据指定的设备，查询资源库中所指定的设备的状态，若状态可用，将该设备选出，转至Step 4.2；若状态不可用，查询相同或相似能力设备状态，将状态可用的设备选出，转至Step 4.2；

Step4.2：将选出的设备加入任务下发的设备列表中，将已选择设备所拥有的资源在任务资源需求列表中删除；

Step4.3： 规划计算模块根据剩下的资源与任务要求的设备能力对任务进行分解，将任务分解为不同能力子控制器智体的子任务组合，储存在子控制器智体的下发任务列表中，每一个子任务由能力相同或相近的子控制器智体完成，各子控制器智体之间可以进行资源或约束的协调来解决过程中出现的冲突；

Step4.4：对于每个子任务，控制器智体会根据不同子控制器智体资源情况和完成任务成本进行权值分配，以保证每个子任务能得到时间成本最小的任务分配方案，对于某个子控制器智体无法满足的资源条件，会与其他子控制器智体进行协调来调用资源已完成子任务，将分配好的子控制器智体组合储存在每个子任务对应的智体序列中；

Step4.5：已分解的子任务按照各自分配好的智体序列，下发给相应的子控制器智体规划计算具体的实现方案，并等待接收其返回的规划结果；

Step4.6：规划计算模块接收得到各子控制器智体的规划方案和协调方案后，进行一定的权值分值比较，协调智体方案之间可能出现的冲突，组合重合的操作，得出最后的整体方案并向上反馈等待最终确认；

所述控制器智体间任务协调流程如下：

Step1：当控制器智体资源出现缺乏需要协助时，会先查询共享资源是否为空，若为空，向父控制器智体返回协助信息 ；若不为空，向共享资源所属的控制器智体发送协助信息，并等待协助结果；

Step2：其他控制器智体接收到协助信息时，判断该共享资源是否需要，若智体中任务不需要该资源，则返回可协助信息；若智体中任务需要该资源，则返回不可协助信息；

Step3:控制器智体接收到其他智体返回的协助信息，若为可协助信息，则利用该资源进行规划计算，并返回规划结果；若为不可协助信息，向父控制器智体返回协助信息；

Step4：父控制器智体根据接收到的返回信息，指定相应的协调策略。