理论教育 智能制造系统:分布式网络化方案

智能制造系统:分布式网络化方案

时间:2023-06-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:IMS的本质特征是个体制造单元的“自主性”与系统整体的“自组织能力”,其基本格局是分布式多自主体智能系统。基于这一认识,并考虑到基于In-ternet的全球制造网络环境,提出基于代理人的分布式网络化IMS的基本构想,如图3-8所示。分布式网络化IMS的运作 在该系统运作时,每个节点必须通过网络注册,成为系统正式成员并获得相应权限,只有如此,系统中各个节点才可进行协作以共同完成系统任务。

智能制造系统:分布式网络化方案

IMS的本质特征是个体制造单元的“自主性”与系统整体的“自组织能力”,其基本格局是分布式多自主体智能系统。基于这一认识,并考虑到基于In-ternet的全球制造网络环境,提出基于代理人(Agent)的分布式网络化IMS的基本构想,如图3-8所示。

一方面,通过Agent赋予各制造单元以自主权,使其成为功能完善、自治独立的实体;另一方面,通过Agent之间的协同与合作,赋予系统自组织能力。多Agent系统的实现模式使系统易于设计、实现和维护,降低系统的复杂性,增强系统的可重组性、可扩展性可靠性,以及提高系统的柔性、适应性和敏捷性等。

基于以上构架,结合数控加工系统,开发的分布式网络化原型系统由系统经理节点、任务规划节点、设计节点和生产者节点四个节点组成,如图3-8所示。

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图3-8 分布式网络化IMS的基本构想

系统经理节点包括数据库服务器和系统Agent两个数据库服务器,负责管理整个全局数据库,可供原型系统中获得权限的节点进行数据的查询、读取、存储和检索等操作,并为各节点进行数据交换与共享提供一个公共场所。系统Agent则负责该系统在网络与外部的交互,通过Web服务器在Internet上发布该系统的主页,网上用户可以通过访问主页获得系统的有关信息,并根据自己的需求,以决定是否由该系统来满足这些需求;系统Agent还负责监视原型系统上各个节点间的交互活动,如记录和实时显示节点间发送和接收消息的情况、任务的执行情况等。

任务规划节点由任务经理和它的代理(任务经理Agent)组成,其主要功能是对从网上获取的任务进行规划,分解成若干子任务,然后通过招标—投标的方式将这些任务分配到各个节点。

设计节点由CAD工具和它的代理(设计Agent)组成,它提供一个良好的人机界面以使设计人员能有效地和计算机进行交互,共同完成设计任务。CAD工具用于帮助设计人员根据用户要求进行产品设计;而设计Agent则负责网络注册、取消注册、数据库管理,以及与其他节点的交互、决定是否接受设计任务和向任务发送者提交任务等事务

生产者节点实际是该项目研究开发的一个IMC(智能制造单元),包括加工中心和它的网络代理(机床Agent),该加工中心配置了智能自适应。IM通过智能控制器控制加工过程,以充分发挥自动化加工设备的加工潜力,提高加工效率;具有一定的自诊断和自修复能力,以提高加工设备运行的可靠性和安全性;具有和外部环境交互的能力;具有开放式的体系结构以支持系统集成和扩展。(www.daowen.com)

分布式网络化IMS的运作 在该系统运作时,每个节点必须通过网络注册,成为系统正式成员并获得相应权限,只有如此,系统中各个节点才可进行协作以共同完成系统任务。

分布式网络化IMS的运作过程如下:

1)任一网络用户都可以通过访问该系统的主页获得该系统的相关信息,还可通过填写和提交系统主页所提供的用户订单登记表来向该系统发出订单。

2)如果接到并接受网络用户的订单,Agent就将其存入全局数据库,任务规划节点可以从中取出该订单,进行任务规划,将该任务分解成若干子任务,将这些任务分配给系统上获得权限的节点。

3)产品设计子任务被分配给设计节点,该节点通过良好的人机交互完成产品设计子任务,生成相应的CAD/CAPP数据和文档以及数控代码,并将这些数据和文档存入全局数据库,最后向任务规划节点提交该子任务。

4)加工子任务被分配给生产者,一旦该子任务被生产者节点接受,机床A-gent将被允许从全局数据库读取必要的数据,并将这些数据传给加工中心;加工中心则根据这些数据和命令完成加工子任务,并将运行状态信息送给机床Agent;机床Agent向任务规划节点返回结果,提交该子任务。

5)在系统的整个运行期间,系统Agent都对系统中的各个节点间的交互活动进行记录,如消息的收发,对全局数据库进行数据的读写,查询各节点的名字、类型、地址、能力及任务完成情况等。

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