基于物联技术的多智能体制造系统

第 1 章 多智能体制造系统理念及框架 ................................................................................ 001
1.1 多智能体制造系统概述 ........................................................................................... 001
1.2 先进制造系统分类 ................................................................................................... 003
1.2.1 集成制造系统 ............................................................................................... 003
1.2.2 敏捷制造系统 ............................................................................................... 004
1.2.3 智能制造系统 ............................................................................................... 004
1.3 Holon 与 Agent ......................................................................................................... 006
1.3.1 Holon 及 HMS .............................................................................................. 006
1.3.2 Agent 及 MAMS ........................................................................................... 010
1.4 本书研究内容及结构安排 ....................................................................................... 016
1.5 本章小结 ................................................................................................................... 019
第 2 章 基于物联技术的多智能体制造系统组织架构 ........................................................ 020
2.1 车间物联架构 ........................................................................................................... 020
2.1.1 制造系统控制结构发展过程 ....................................................................... 020
2.1.2 物联调度系统架构设计 ............................................................................... 022
2.2 面向制造资源的 Agent 结构模型设计 ................................................................... 024
2.2.1 Agent 的基本特性 ........................................................................................ 024
2.2.2 Agent 的映射方式 ........................................................................................ 025
2.2.3 Agent 的基本结构 ........................................................................................ 026
2.2.4 Agent 结构模型设计 .................................................................................... 028
2.3 MAS 组织架构与协商方式 ..................................................................................... 030
2.3.1 MAS 基本组织结构 ..................................................................................... 031
2.3.2 MAS 协商机制概述 ..................................................................................... 032
2.3.3 MAS 组织结构设计 ..................................................................................... 035
基于物联技术的多智能体制造系统
VI
2.3.4 Agent 逻辑模块 ............................................................................................ 037
2.4 物联制造系统组织架构 ........................................................................................... 040
2.4.1 物联技术概述 ............................................................................................... 040
2.4.2 物联制造车间的特点 ................................................................................... 043
2.4.3 物联环境下多源信息采集 ........................................................................... 044
2.4.4 物联制造车间的总体架构 ........................................................................... 046
2.4.5 物联制造车间的物理架构 ........................................................................... 048
2.4.6 物联制造软件系统总体框架 ....................................................................... 050
2.5 本章小结 ................................................................................................................... 052
第 3 章 面向异构制造装备的智能体集成技术 .................................................................... 053
3.1 异构制造装备智能体集成 ....................................................................................... 053
3.1.1 异构制造装备集成过程中的问题分析 ....................................................... 053
3.1.2 装备智能化需求分析 ................................................................................... 055
3.1.3 异构系统接口统一软硬件基础 ................................................................... 056
3.2 装备智能体构建方法 ................................................................................................. 059
3.2.1 装备智能体体系结构 ................................................................................... 059
3.2.2 装备智能体功能模块 ................................................................................... 061
3.2.3 装备智能体间信息传递 ............................................................................... 064
3.2.4 接口统一方案模型设计 ............................................................................... 069
3.3 装备智能体适配器的构建方法 ............................................................................... 071
3.3.1 适配器构建目的 ........................................................................................... 072
3.3.2 数控系统概述 ............................................................................................... 073
3.3.3 常见的数控系统通信协议 ........................................................................... 074
3.3.4 适配器基本结构 ........................................................................................... 075
3.3.5 适配器的工作过程 ....................................................................................... 078
3.3.6 统一接口设计模式 ....................................................................................... 079
3.3.7 基于桥接模式的统一接口实现 ................................................................... 081
3.3.8 基于 SIEMENS 数控系统构建适配器 ........................................................ 082
3.3.9 基于 FANUC 数控系统构建适配器 ............................................................ 087
3.4 本章小结 ................................................................................................................... 090
第 4 章 面向异构装备智能体的信息交互技术 .................................................................... 091
4.1 物联制造车间通信机制 ........................................................................................... 091
4.1.1 物联制造车间通信协议 ............................................................................... 092
4.1.2 工件信息传输 ............................................................................................... 097
4.1.3 通信数据格式定义 ....................................................................................... 098
4.1.4 消息队列机制的构建 ................................................................................... 099
4.2 装备智能体间的信息交互技术 ............................................................................... 102
4.2.1 正常运行状态交互模型 ............................................................................... 105
4.2.2 扰动状态交互机制 ....................................................................................... 109
4.2.3 基于 RFID 技术的工件信息流 .....................................................................112
4.2.4 基于 RFID 技术的工序物流和地图定位 .....................................................114
4.2.5 加工过程装备控制信息流 ............................................................................119
4.2.6 加工过程装备监测信息流 ........................................................................... 121
4.3 本

唐敦兵，南京航空航天大学机电学院副院长、教授、博士生导师、德国洪堡学者、江苏特聘教授、江苏省首届省杰青获得者、霍英东教育基金会青年教师基金获得者、新世纪优秀人才计划入选者、国家中青年科技创新领军人才、国家"万人计划”科技创新领军人才。长期致力于智能制造系统与技术领域的研究，在数字化集成制造技术、智能制造系统等研究方向取得了系列研究成果。在国内外重要学术期刊和国际会议上，发表学术论文共计150余篇，其中有SCI论文40多篇发表在国际期刊上，主要包括 International Journal of Production Research, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, Journal of Intelligent Manufacturing, Robotics & Computer Integrated Manufacturing, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Concurrent Engineering: Research & Applications，Computers in Industry, Computers & Industrial Engineering, Proceedings of the Institutions of Mechanical Engineers Part B- Journal of Engineering Manufacture 等制造工程领域的国际权威刊物。在ISI Web of Science数据库中，所发表的国际期刊SCI论文被引近400次，另外，发表EI检索论文100余篇，撰写中文专著3部（科学出版社），英文专著1部（Springer出版社），参与2部英文著作撰写（Springer出版社）。