[发明专利]一种基于多智体的生产线调度系统及方法

说明书

本发明属于生产调度相关技术领域，并公开了一种基于多智体的生产线调度系统及方法。该生产调度系统包括全局管理模块、控制器智体和子控制器智体，全局管理模块为生产调度系统中最高层级的管理者，拥有最高的管理权限；控制器智体为生产调度系统的核心，包括资源模块、规划计算模块和任务管理模块，资源模块用于存储子控制器智体的资源信息；规划计算模块对任务进行分解，并发送给任务管理模块；任务管理模块将分解任务按照优先顺序进行排序，然后分发给子控制器智体；子控制器智体用于执行来自任务管理模块发送的任务。通过本发明，保证智体独立运行能力，提高调度系统的工作效率和管理能力。

技术领域

本发明属于生产调度相关技术领域，更具体地，涉及一种基于多智体的生产线调度系统及方法。

背景技术

随着科学技术的不断提出，智能制造、分布式计算、物联网、人工智能等理念应运而生，人们对于商品也在不断提出自己的需求，个性化、多样化越来越成为人们的首要选择，这也相应地对生产厂商提出更高的要求，主要体现在以下几个方面：（1）以往的“小品种大批量”生产模式已不再适用，取而代之的则是小批量多品种甚至是单件定制化生产；（2）目前的调度系统多由各个功能模块进行配合工作，一旦某个模块出现异常，系统则无法正常运行；（3）对于突发事情能快速响应并有有效的解决方案；（4）在加工生产过程中，由于资源冲突、设备硬件约束等限制，会导致设备之间发生冲突。

近年来，多智体系统(Multi-Agent System，MAS)作为人工智能领域的研究热点，被广泛应用于大型复杂系统的构建，多智体系统是指由多个分布式和并行工作的智体通过协作完成某些任务的计算系统，多智体系统具有一定的自治性、交互性和智能性，通过规划系统内各智体的功能，协调智体间的通信交互，能够快速灵活地对复杂问题进行求解，为调度系统提供了一种新的思路和模式。

宁波赛夫科技有限公司申请了“工厂智能车间实时调度系统”专利（专利号：201610403522 .5），该专利的工厂智能车间实时调度系统使用智能化和信息化技术对车间生产线、物流运输系统、生产控制系统、报警系统等进行管理，能够有效提高调度系统对工厂的生产管理水平，但其中的报警系统更多是对环境的温度、亮度、空气质量、噪声等进行检测，而没有涉及生产设备的故障信息的采集和分析以及故障引起的生产重调度，同时对车间设备的加入和移除的反馈不够及时，影响了系统的实用性；CN201611100675.9基于多智能体的车间自主调度系统和方法，该专利的自主调度系统的特点在于为所有工件、设备和物流工具设置对应的智能体，收集生产过程中的数据，发生故障及时报警，一定程度上能够保证系统的鲁棒性和可靠性，但对故障的诊断较为简单，没有充分考虑故障的种类的影响，并且在生产控制中仅考虑固定位置的一个工厂，没有兼顾企业分布式的制造资源，因此并不是通用性的调度系统；也就是说，目前的多智体调度系统存在以下问题：（1）智体的功能过于单一，使得每个智体之间的耦合度过高，各智体的自治能力不够，不具备单独解决问题的能力；（2）各智体之间的冲突协调方案过于简单，没有充分考虑其余智体的空闲资源与能力，得出的调度结果不够优秀；（3）对于突发事件的重调度能力不够，从而不能得出响应的重新调度方案。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于多智体的生产线调度系统及方法，其中利用智体对企业生产加工过程中涉及的管理、资源、设备、监控等模块的功能和结构进行封装，得到一个个具有独立功能的智体，形成了对应的多智体系统，降低了系统之间智体的耦合，保证了智体独立运行能力，提高调度系统的工作效率和管理能力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于多智体的生产线调度系统及方法，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；