基于多智能体的虚拟企业协同生产规划研究

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1、摘要虚拟企业协同牛-产规划是虚拟企业生产运作的核心内容之+。本文I铡绕虚拟企业的协同生产规划，研究了虚拟企业的体系结构及过程模型、虚拟企业的任务分解与分配、虚拟企业的资源规划、基于多智能体协商的虚拟企业协作、虚拟企业的协同生产计划等关键问题的理论、技术与方法。并结合企业的实际运作，开发原型系统，指导企业实践。本文的主要内容和研究成果如下：(1)建立企业模型是描述、理解和改进虚拟企业行为所必需的基础。企业建模是在体系结构和企业建模方法学指导下的系统化的过程。首先针对虚拟企业特点，提出了具有三层结构的虚拟食业参考体系结构与方法学(VERAM)。并以此为指导，建立r虚拟企业

2、的功能模型、信息模犁、组织模型和资源模型。在上述视图模型的基础上，采朋工作流技术分析了虚拟企业的业务过程建模问题。l哿．Agent技术引入工作流管理，提出了一种Agent强化的具有高度町扩展性及柔性的分布』℃虚拟企业工作流模型，以支持虚拟企业的分布式协同运作。(2)虚拟企业资源规划是制造资源快速重构为虚拟企业制造链的过程，是在最短的时问内对分布式生产资源进行最有效的“逻辑”上的重新构建和组合，是虚拟企业快速响应市场需求对自身过程及组织的再设计。指出虚拟企业资源舰划需要解决虚拟企业生产任务的分解以及任务一企业的匹配问题。首先采用项目管理的工作分解结构以及产品模块化方法对

3、虚拟企业的任务分解方法进行了探讨，对任务分解过程进行了阐述；然后，对实现虚拟企业资源规划的多智能规划方法及技术作了深入研究，采用一种部分有序、中问结局分析的递归转换网络多智能体规划方法来解决虚拟企业的资源规划问题，并通过一·个实例具体展示了制造需求与制造资源之问的自动匹配从而动态构造虚拟企业制造链的过程。(3)对智能体技术及体系结构进行了研究，给出了一种面向虚拟企业的开放式异构多智能体协作框架，对涉及多智能体协作的通信方式、通信语言、交互机制进行了探讨，提出了一个面向虚拟企业协作的多智能体多阶段协商模型，既讨论了盟主与成员企业之问交互出策的协商策略，也分析了各成员企业

4、之间的多边协商过程。该模型论证了成员企业之间的有效协作能够使虚拟企业实现“共赢”的目标。并指出虚拟企业的成功组建不仅取决于盟主如何选择协作伙伴，各潜在成员企业也可以在是否加入虚拟企业以及与哪些企业形成联盟等方面发挥其自主性、能动性。(4)通过对虚拟企业生产计划的特点与难点的分析，提出了由资源规划、项目粗规划和成员企业内详细生产计划三层组成的虚拟企业生产计划系统模型。对项目粗规划和成员企业的详细生产计划进行了阐述。针对企业在制定详细生产计划时所遇到的困难，提出了一个实现能力平衡的生产计划模型，艿给出了求解该模型的启发式算法。最后结合美菱公司的运作实例，从虚拟企业成员内部

5、及其相互之间协同的角度对虚拟企业的协同生产计‘划进学了研究。(5)采用面向智能体的系统开发(AOP)方法，开发了美菱公司冰箱协同生产管理原型系统--CPMPS。首先对CPMPS的开发方法作了介绍，然后通过建立系统的角色模型和基于本体论的知识模型对CPMPS进行系统设计，并阐述rCPMPS多智能体系统的开发过程，最后对CPMPS的运行情况作了演示。结果表明，用多智能体技术来研究虚拟企业的协同生产规划不仅可行，而且有效。关键词虚拟企业，虚拟企业建模，协同生产规划，协作，智能体ABSTRACTVirtualEnterprise(VE)collaborativeproduct

6、ionplanningisessentialforVEtOoperateeffectively．FocusingaroundVEcollaborativeproductionplanning，suchissuesconcerningtheVEarchitectureandprocessmodeling，thetaskdecompositionandassignment，resourceplanning，multi—agentnegotiationbasedVEcooperationarestudiedinthisthesis．．Combiningwiththeprac

7、ticalenterpriseoperation，acollaborativeproductionmanagementprototypesystemisbuilttosupportenterprisepractice．Themainopinionsandresearchresultsareasfollows．(1)Enterprisemodelingisindispensabletodescribe，understandandimproveVEbehaviors．Itisasystematicprocessinstructedbyenterprise