基于Agent的流程工业制造执行系统结构研究

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1、第!卷第"期计算机集成制造系统—#$%&’()*!+(*"",,-年"月#(./0123$412536127%640869103:45&;<12.<=2>*",,-!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：?,,@AB!?（?",,-）,"A,?,CA,B基于D5241的流程工业制造执行系统结构研究杨帆，萧德云（清华大学自动化系，北京?,,,EG）摘要：随着集成技术的发展，流程工业综合自动化系统采用了HKLF%H&FL#&三层体系结构。本文针对流程工业的特点，分析了现有制造执行系统的结构特征，对流程工业制造执行系

2、统的功能模块进行分类，并构造出对应的D5241模块，以此提出一种基于D5241的分布式流程工业制造执行系统结构。这种结构非常有利于分布式流程工业制造执行系统的管理和控制，具有较好的柔性和扩展性。在此基础上，研究了流程工业制造执行系统中每个DM5241的运作机制和多D5241之间的交互协调机制，为实现流程工业制造执行系统功能的合理调度打下了基础。关键词：流程工业；制造执行系统；代理；体系结构中图分类号：NO?@@文献标识码：D解的系统模式，将有利于这种集成框架的实现。!引言"#$%&’技术目前，流程工业综合自动化系统是由企业资源计划系统（H4123/3:<2K2<(0392

3、)644:45，HKL）、制造D5241是一种功能实体利益的代表，各功能实体执行系统（%640869103:45HP2901:(4&;<12.，%H&）和过通过D5241与其他功能实体进行通信，这样，就避免程控制系统（L3(92<<#(413()&;<12.，L#&）三个支撑系了各功能实体之间直接通信。在制造环境中，一个统构成的体系结构，它建立在数据库集成平台和应D5241所代表的功能实体可以是制造组织、生产单元用集成平台上。HKL负责企业的经营决策和生产规和软件系统等，一个工厂、一个企业就是一个典型的划；%H&负责企业生产调度和系统过程优化；L#&负功能实体，一个功能独立的

4、车间、制造子系统、职能责生产过程控制。部门、一台或若干台制造设备均可以是一个功能实%H&是流程工业综合自动化系统的关键环节，体。D5241的目标是为其功能实体获得最大的利在整个流程工业综合自动化系统中起承上启下的作益［?］。用，是企业生产活动与管理活动的信息集成桥梁。［"］：!自治性。能够在没有D5241具有以下特性%H&的功能子系统既是独立的，又是相互协同的。人或其他D5241干预下完成功能实体的大部分功为提高整个企业的经济效益，流程工业%H&应是一能，控制功能实体的内部状态；"社会能力。能够主个典型的分布式多自治体系统。因此，流程工业动和其他D5241或人交互，以实现功能

5、实体的目标；%H&本身的结构应该是一种模块化的，能表现分布#反应性。能感知周围环境，并对其间的变化产生特性、开放性、柔性以及能够与应用方便连接的集成及时响应，这些动作的执行基于触发规则和预定的框架。而采用基于对象的分布式异构D5241协同求执行计划；$主动性。能够主动地进行基于自身目收稿日期：",,"A,@A??；修订日期：",,"A?,A??。基金项目：国家E@-F#$%&主题资助项目（",,?DDG??"",）。作者简介：杨帆（?!E,A），男，清华大学自动化系博士研究生，主要从事流程工业制造执行系统、故障诊断、数据融合等方面的研究。HA.6:)：;645A8!EI.6:

6、)*1<:45J06*270*94。*PO计算机集成制造系统—+64F第Q卷标和信念的活动。数目就太少，每个!"#$%的任务过重，又无法体现!B!"#$%与对象（&’(#)%）不同，其区别和对应关系"#$%在分布式环境中的优势。所以，正确、合理地选见表*。择!"#$%的粒度是系统结构设计的基础。表!"#$%&与对象的区别和对应关系在一个企业中，按照功能将流程工业4EF中的［GHI（］见表J）。对象!"#$%!"#$%分为以下几类意识元素（知识、信念等）表(流程工业)*+中的"#$%&分类属性（具有更丰富的内涵和更高的抽象度）类型说明逻辑推理或作用于意识元素数据结构方法的操作根

7、据上级EKL订出详细计划（包括物料需求计（更接近人类的思维方式）调度!"#$%划和成本控制计划），并分解成若干个任务，生消息传递成任务!"#$%（可以区分不同的消息类型，能够分析车间每个任务（包括生产任务和设备维修等非消息传递消息并确定是否执行被请求的行动，能生产任务）都由一个!"#$%代表，它负责任务的（被动的方法调用）够通过消息的传递和处理实现!"#$%之任务!"#$%管理，为任务分配相应的执行资源。任务!B间复杂的交互协议）"#$%可以由EKL下达，也可以由调度!"#$%产!’!"#$%&的通信机