holonic制造系统简介

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1、Holonic制造系统简介

2、第1内容加载中...图1：HMS的简单示意与传统的CM生产线模式相比，HMS具有更高的自主性，面对生产中所发生的突发事件有着较强的自动处理修复能力，整个HMS是向着全局效率最优这个目标而进行生产的。另一方面，CM只是简单的代替了人在生产中起的作用，在很大程度上将人与生产分开，而HMS则是提高人在生产中的控制能力，有机的将人本身与生产有机的结合，充分的发挥了人在生产中的不可替代的作用。3．Holon模式制造系统参考VanBrussel教授等人提出的一个HMS参考模型，它包括三个部分。他们认为制造需要包括三个方面的信息：一，自身的材料、资源等方面的

3、信息。二，产品工艺参数，外型参数等方面的信息。三，用户需求，交货期限，交货数目等方面的信息。从这三方面出发，建立了一个有三部分的HMS模型。第一部分为控制资源信息的资源Holon，第二部分为控制产品要求信息的产品Holon，第三部分为控制用户需求信息的定单Holon。资源Holon：它包括物理部分(即生产资源)和信息处理部分(用于控制生产资源),它为其它holon提供生产加工能力。资源Holon是制造中一切资源如托盘，物料，机器人，夹具，刀具，工人，能量等的分配与虚拟。它利用自身保存的对资源分配的知识，对当前资源状况进行分析，并与其他Holon进行协调来控制制造中所有资源

4、的分配。产品Holon：它保存有工艺和产品知识,以保证加工产品的质量。产品holon包括整个产品生命周期的最新信息,以及用户需求、设计、工艺规划、物料表、质量保证过程等。因此,它保存的是“产品模型”,而不是“产品状态模型”。产品holon对于HMS中的其它holon来说,相当于信息服务器。它利用自身的知识与CAX方面的协调对产品的具体加工过程进行了整体上的控制。定单Holon：它储存了用户需求的信息，帮助另外两个Holon系统对产品制造的选择，控制等问题进行协调。订单holon可以表示用户订单、库存订单、原型制作订单以及用于维护和修理资源的订单等。订单holon可以看作是

5、具有控制行为的实体,负责管理订单通过加工系统,在此过程中订单holon与其它订单holon、资源holon之间都要协商以得到加工。图2是这三种Holon之间的联系。订单holon与资源holon之间交换生产运行知识,产品holon与订单holon之间交换生产知识,产品holon与订单holon之间交换加工运行知识。加工知识是指在某个资源上能完成某个任务的能力。具体的说，就是现有的资源能够完成的加工质量、数量等。生产知识是指如何使用某种资源来完成产品的制造，如使用车床如何完成某零件的切削等等。加工运行知识包括有关在资源上加工进展的信息和方法,如如何请求加工开始的知识、预约资

6、源的知识、如何请求资源开始加工的知识等,都是加工运行知识。图2:HMS的基本组成与联系在这些Holon之外还应有一个辅助Holon来实现各个Holon之间的协调。如果说这三个Holon都是具备独立完成任务的系统，彼此之间也具有一定的协调能力，那么辅助Holon就是一个给这三个Holon提供生产建议的专家。辅助的Holon不是单纯的介入三个Holon系统中去决定他们的操作，只是在三个普通操作系统中加入一个权值，最终的决定权仍旧在独立的Holon系统中。加入辅助Holon系统不仅可以较为平稳的是实现传统的阶梯式控制到新型控制的过度，另一方面它增强了基本holon的功能,进而消

7、除了系统优化中鲁棒性和敏捷性的相互影响。由于系统的分布式结构,HMS具有鲁棒性和敏捷性并易于扩展和重组。增加辅助holon后,基本holon尽可能服从辅助Holon的建议,并以自治的方式完成它们的任务。而当情况不适合的适合，基本Holon又要更多的自主决定问题。4．HMS展望HMS虽然在研究中有许多进展，但是仍旧存在许多问题。1.对HMS的研究还多处于实验阶段，并没有投入实际的生产中，将理论转化为实践还需要一定的过程。2.人在HMS中应该起一个什么样的作用。尽管在HMS中十分强调人的作用，但是在HMS中人应该起一个怎样的作用仍旧是研究的一个方向。3.HMS的理论和实际实现

8、，尽管提供了一个简单的三部分框架，但是HMS的实际运用仍旧需要进一步的研究。4.HMS中的holon设计,研究holon的结构和基本组成、holon的行为等。在这个方面,有人采用分布式人工智能中的Agent理论设计HMS中的holon。5.holon之间的协调机制，Holon系统究竟应该以什么形式进行协调，这方面的研究并不多见。作为一个新型的制造系统HMS有着其自身的优势，但许多东西仍在研究中，等待着人们进一步的进行完善。