協(xié)同遺傳算法和多Agent系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化.pdf

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1、第22卷第4期河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)Vo1．22№．42014年7月JournalofHenanMechanicalandElectricalEngineeringCollegeJuly2014協(xié)同遺傳算法和多Agent系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化戴冬，解瑞云(河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校，河南新鄉(xiāng)453000)摘要：建立了動(dòng)態(tài)多Agent的生產(chǎn)調(diào)度模型，該模型從整體角度優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，在不確定的情況下，完成動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調(diào)度，使各個(gè)生產(chǎn)車(chē)間相互配合以得到最小加工時(shí)間。針對(duì)此模型，設(shè)計(jì)了一個(gè)協(xié)同遺傳算法對(duì)調(diào)度進(jìn)行求解。仿真實(shí)驗(yàn)表明，動(dòng)態(tài)多Agent調(diào)度模型對(duì)生產(chǎn)的計(jì)劃與實(shí)行

2、起到了關(guān)鍵的作用。關(guān)鍵詞：多Agent系統(tǒng)；協(xié)同遺傳算法；生產(chǎn)調(diào)度中圖分類號(hào)：TP28文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-2093(2014)04—0026—04的各個(gè)零件任務(wù)分配車(chē)間，根據(jù)車(chē)間的能力、空閑引言狀況進(jìn)行分配，使得訂單的任務(wù)盡可能地在交貨期生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的研究一直是制造業(yè)的瓶頸，如內(nèi)完成，確定生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵步驟。第三階段，在今的科技發(fā)展更加激化了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。對(duì)中交貨期內(nèi)對(duì)車(chē)問(wèn)內(nèi)容進(jìn)行局部?jī)?yōu)化，以縮短關(guān)鍵步小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何及時(shí)地按照訂單調(diào)整生產(chǎn)調(diào)度驟。其中，第二、第三階段在企業(yè)內(nèi)部完成，本文針?lè)桨?，是降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，在其他企業(yè)中脫穎而對(duì)企

3、業(yè)內(nèi)部調(diào)度建立了基于多Agent二層生產(chǎn)調(diào)出的關(guān)鍵。多年來(lái)，已有很多學(xué)者對(duì)生產(chǎn)優(yōu)化問(wèn)題度模型，如圖1所示，企業(yè)調(diào)度層與車(chē)間調(diào)度層兩進(jìn)行研究。如Chauhan等研究的供應(yīng)鏈的無(wú)等待個(gè)層次，對(duì)應(yīng)調(diào)度優(yōu)化的兩個(gè)階段。約束流水線調(diào)度問(wèn)題_l；陳偉達(dá)等人的兩層多代理系統(tǒng)模型-2；李芳等人提出了一種基于智能體的虛l訂單AgctflIl監(jiān)控AgeDtl企業(yè)擬企業(yè)群協(xié)同生產(chǎn)調(diào)度模式_[3]。為了使生產(chǎn)調(diào)度層生產(chǎn)計(jì)劃資源Agent過(guò)程在保證局部靈活性的同時(shí)兼顧全局目標(biāo)，本文Agent建立了一個(gè)多Agent調(diào)度模型，多Agent具有很I?好的靈活性，為了適用這種模型，改進(jìn)了

4、協(xié)同遺傳算法進(jìn)行全局尋優(yōu)。實(shí)驗(yàn)顯示，本文介紹的模型和l監(jiān)控Agentfi設(shè)備Agcntl—l監(jiān)控Agentll設(shè)器entl算法取得了很好的效果。ll●一l蘭竺1生產(chǎn)調(diào)度框架車(chē)間A車(chē)間層車(chē)問(wèn)N在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)的產(chǎn)品是由多個(gè)車(chē)間共同合作來(lái)完成的，產(chǎn)品的生產(chǎn)調(diào)度不僅要考慮制圖1基于多Agent的生產(chǎn)系統(tǒng)全局架構(gòu)圖造資源的優(yōu)化配置，還要考慮各個(gè)車(chē)間之間的生產(chǎn)由圖中可以看出，企業(yè)的各個(gè)車(chē)間的協(xié)同生產(chǎn)連接。生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化可分為三個(gè)階段_4。第一個(gè)調(diào)度是一種立體的信息交換結(jié)構(gòu)，不僅有縱向的交階段，選擇合適的原材料，盡可能在保證產(chǎn)品質(zhì)量互，在橫向上，車(chē)間與車(chē)間之間也

5、要進(jìn)行交互，這樣的情況下降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本；第二階段，為產(chǎn)品兩個(gè)層面的組合構(gòu)成了本文設(shè)計(jì)的虛擬協(xié)同生產(chǎn)*收稿日期：2014-05—05基金項(xiàng)目：河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(12A52OOl7)作者簡(jiǎn)介：戴冬(1978一)，女，河南信陽(yáng)人，講師，研究生碩士，主要從事人工智能研究。26戴冬等：協(xié)同遺傳算法和多Agent系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。層次不同，所參與的生產(chǎn)調(diào)度的范圍也不相同，在同一層次中，不同功能的Agent之間相互合作來(lái)2基于多Agent的生產(chǎn)調(diào)度模型共同完成生產(chǎn)計(jì)劃。本文設(shè)計(jì)了如圖2所示虛擬在本文的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，不同的Agent所處的生產(chǎn)調(diào)度

6、模型。NINONAgent．】1Il^，6tm．1．I_——☆口I．．{I卜———一Ilr協(xié)作冒理Agent一【廣厶拍曹埋AeentJ’上土土-讒。貝灑咎千申^^?gem+J1·’一-f【仕在分友笛百T刪埋Age?m．1J·’一=【組織備理Asent】．-—一I生產(chǎn)單元f生產(chǎn)單元1Agcm、?’l、LAgent廠1r[原子單Agent1．．[原子設(shè)備Agent卜?HL原子設(shè)ent卜(原子設(shè)備Agent]圖2多Agent生產(chǎn)調(diào)度模型生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中的主要Agent代理：受任務(wù)的反饋信息。1)任務(wù)管理Agent：主要負(fù)責(zé)接受上級(jí)任務(wù)或3算法設(shè)計(jì)外界的訂單，產(chǎn)品

7、管理將產(chǎn)品分解操作，根據(jù)資源的能力，分解任務(wù)。合作型協(xié)同進(jìn)化遺傳算法是解決高維多目標(biāo)2)過(guò)程管理Agent：面向任務(wù)重組車(chē)間生產(chǎn)過(guò)等復(fù)雜問(wèn)題的高性能多種群進(jìn)化算法]。其基本程，確定任務(wù)的優(yōu)先循序，根據(jù)任務(wù)確定是否產(chǎn)生思想是：將待優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)分量分組，轉(zhuǎn)換為多個(gè)新的生產(chǎn)單元Agent還是將任務(wù)分配給源單元的少變量系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題；然后對(duì)多個(gè)少變量系統(tǒng)分別Agent，以實(shí)現(xiàn)車(chē)間的動(dòng)態(tài)調(diào)度。編碼，形成多個(gè)獨(dú)立的子種群，各子種群獨(dú)立進(jìn)化，3)資源Agent：：負(fù)責(zé)車(chē)間的資源能力估計(jì)及車(chē)因?yàn)閱蝹€(gè)子種群的個(gè)體僅代表復(fù)雜系統(tǒng)的一個(gè)部間內(nèi)各種資源的動(dòng)態(tài)管理，為任務(wù)Agent

8、的決策分，故個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)估時(shí)必須用到其他子種群提供依據(jù)。系統(tǒng)的相關(guān)信息在資源