理论教育 基于多Agent的作业车间调度:实现加工时间可控

基于多Agent的作业车间调度:实现加工时间可控

时间:2023-06-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:多Agent体系结构由三种类型的Agent组成。本研究问题的目标是控制加工时间。发生这种情况时,机器将加工时间更改为标准加工时间之后释放资源。其中时间控制代理对资源的分配公式如下:其中indwaitj的计算公式如下:indwaitj的值可评估机器j相对于整个制造系统的等待时间。这允许通过一个参数K设置indwait,而不改变等待时间的计算方式。表达式(6-1)的意义如下:加上值1以确保分配给资源的资源至少有1个。

基于多Agent的作业车间调度:实现加工时间可控

在本研究中,材料处理时间包含在加工时间中,且处理资源总是可用的。多Agent体系结构由三种类型的Agent组成。机器代理(machine agent,MA)与每个机器相关联,它是一个智能实体,其主要功能是调度资源任务以提高机器性能。时间控制代理(time-controlled agent,TCA)与具有相同特征的机器组相关联,它通过管理工具以控制机器的加工时间。此外,当新工件进入系统时,相应的工件代理(job agent)将被创建,它分析工件状态,确定接下来的调度活动以便执行将工件分配给机器的策略。Renna[7]详细描述了将工件分配给机器代理的协调机制。本研究问题的目标是控制加工时间。时间控制代理关注的活动包括评估机器要求缩短加工时间的条件、缩短加工时间的“强度”、缩短加工时间的周期。

每个机器代理计算被管理机器的等待时间,并将此信息传输给时间控制代理。

时间控制代理执行以下活动:

(1)时间控制代理收集所控制机器的所有等待时间参数之后,必须选择在哪台机器上分配资源以缩短加工时间。选中的机器需要满足以下两个条件:①等待时间较长;②队列中的工件数大于1。第二个条件是必须要满足的,这样可以避免在等待队列中只有一个工件的情况下缩短时间。因为如果等待时间较长的机器在队列中只有一个工件,则意味着制造系统不需要缩短加工时间。

(2)时间控制代理验证可用资源是否多于一个。如果可用资源多于一个,则加工过程继续进行。在资源不可用的情况下,机器的需求进入等待状态(参见步骤(5))。

(3)时间控制代理使用这些资源来缩短机器的加工时间。一种控制时间的方法如下:时间控制代理首先将所有资源分配给机器,然后将其他机器的可用资源设置为零,并将机器新的处理时间和要执行的操作告知机器代理。设置后,机器可以在缩短加工时间的情况下运行。这种方法记为方法1。

(4)当本机的等待时间低于时间控制代理监督的机器较高等待时间的阈值(本书将其固定在70%)时,随着加工时间的缩短,机器代理将机器的信息传输到时间控制代理。发生这种情况时,机器将加工时间更改为标准加工时间之后释放资源。设置阈值70%的目的是避免对机器的持续干预,防止降低全局性能。

(5)当资源不可用时,将机器的需求设置为等待状态;当资源可用时,时间控制代理从步骤(1)开始。

图6-1所示为算法流程图。(www.daowen.com)

图6-1 算法流程图

本章提出的另一种控制时间的方法是在机器资源之间按比例分配资源。该方法修改上述过程的步骤(3)。其中时间控制代理对资源的分配公式如下:

其中indwaitj的计算公式如下:

indwaitj的值可评估机器j相对于整个制造系统的等待时间。系数K(此处设定为3.33)用于放大指数,以获得与可用资源相当的值。这允许通过一个参数K设置indwait,而不改变等待时间的计算方式。

其中,Resource Mj是分配给机器j的资源量。表达式(6-1)的意义如下:加上值1以确保分配给资源的资源至少有1个(如果indwait小于0.5,设置indwait为0)。maxres值(此处设定为5)用于限制分配给机器j的资源量;这避免了将总资源分配给机器。Resources用于确保分配的资源有效可用。该方法记为方法2。

方法1聚集了一台机器上的所有可用资源,减少了要设置的机器的数量,大大缩短了工作时间;而方法2则缩短了几个机器的工作时间,增加了要设置的机器数量。

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