1.4 本書研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排

本書主要針對基于物聯(lián)技術(shù)的多智能體制造系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)形式，對制造車間及其底層使能技術(shù)進(jìn)行研究。通過對物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、物聯(lián)感知、通信協(xié)議設(shè)計(jì)等物聯(lián)制造核心技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)技術(shù)的多智能體制造系統(tǒng)組織架構(gòu)，為研究異構(gòu)制造裝備智能體集成與實(shí)時(shí)信息交互打下基礎(chǔ)。接著，利用智能化改造技術(shù)將車間制造裝備改造成具有感知、分析、決策和通信功能的裝備智能體。設(shè)計(jì)了面向異構(gòu)裝備智能體的信息交互標(biāo)準(zhǔn)，使得異構(gòu)裝備之間能夠互聯(lián)互通。另外對車間AGV智能調(diào)度技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了基于AGV智能體的沖突協(xié)商策略，建立了 AGV 調(diào)度數(shù)學(xué)模型。緊接著，研究了多目標(biāo)環(huán)境下車間調(diào)度優(yōu)化方法，分別設(shè)計(jì)了面向低碳的車間多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型、基于模糊綜合評價(jià)的訂單排序規(guī)則、考慮物流時(shí)間的多目標(biāo)車間調(diào)度模型與基于調(diào)度知識的自學(xué)習(xí)決策機(jī)制。然后，研制了物聯(lián)制造可視化監(jiān)控系統(tǒng)，面向物聯(lián)制造流程進(jìn)行三維可視化監(jiān)視與仿真。最后，圍繞基于物聯(lián)技術(shù)的多智能體制造系統(tǒng)搭建了物聯(lián)制造車間實(shí)驗(yàn)平臺，并通過具體混線生產(chǎn)調(diào)度實(shí)驗(yàn)案例分析與面向個(gè)性化定制的多智能體制造系統(tǒng)調(diào)度案例分析，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性。

本書共分9章，內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)如圖1-11所示。其核心研究內(nèi)容總結(jié)歸納如下。

（1）通過介紹當(dāng)前先進(jìn)的制造系統(tǒng)模式如集成制造系統(tǒng)、敏捷制造系統(tǒng)與智能制造系統(tǒng)等，引出多智能體制造系統(tǒng)，并對其進(jìn)行了背景介紹與系統(tǒng)概述。

（2）設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)技術(shù)的多智能體制造系統(tǒng)組織框架，通過射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）系統(tǒng)、各類傳感器和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建物聯(lián)制造車間感知體系，為后續(xù)的調(diào)度算法研究提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。介紹了面向制造資源的智能體結(jié)構(gòu)模型、多智能體之間的協(xié)商交互機(jī)制。

（3）通過引入面向異構(gòu)裝備的智能體結(jié)構(gòu)模型，將車間制造裝備與智能體軟件結(jié)合構(gòu)建裝備智能體，為底層實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。打通異構(gòu)設(shè)備之間的通信協(xié)議，使得異構(gòu)裝備智能體間能夠進(jìn)行通信。

（4）研究了物聯(lián)車間通信協(xié)議與信息交互技術(shù)，設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)化的信息傳輸規(guī)范與交互機(jī)制，在異構(gòu)裝備智能體通信的基礎(chǔ)上，完善了物聯(lián)自組織生產(chǎn)的使能技術(shù)。

（5）研究了面向車間AGV的智能調(diào)度技術(shù)，包括基于AGV智能體的沖突協(xié)商策略和以配送時(shí)間最短為目標(biāo)函數(shù)的AGV系統(tǒng)調(diào)度模型。

（6）通過基于多智能體系統(tǒng)的車間調(diào)度優(yōu)化方法研究，設(shè)計(jì)了面向低碳的車間多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型、多智能體調(diào)度算法以及自學(xué)習(xí)調(diào)度決策機(jī)制。

（7）研究了面向物聯(lián)制造系統(tǒng)的三維可視化監(jiān)控技術(shù)，通過復(fù)習(xí)底層物聯(lián)自組織車間的生產(chǎn)需求，對其進(jìn)行數(shù)字孿生建模，提出了介入式三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架，通過仿真實(shí)際物聯(lián)自組織車間生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建。

（8）分析了多智能體制造系統(tǒng)在混線生產(chǎn)中的實(shí)際調(diào)度過程，通過策略自學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)擾動(dòng)下的混線生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)與組合加工實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了多智能體制造系統(tǒng)在實(shí)際制造車間的可行性與優(yōu)越性。

（9）搭建了面向物聯(lián)制造車間的云實(shí)驗(yàn)平臺，通過研制個(gè)性化訂單系統(tǒng)、多智能體制造系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)時(shí)調(diào)度實(shí)驗(yàn)，采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與說明。