邵海軍 羅 濤

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 九江 332007）

1 多智能體自組織生產(chǎn)系統(tǒng)簡介

多智能體自組織生產(chǎn)系統(tǒng)（簡稱IMS）是一套真正意義上的具有智能化和自適應(yīng)控制要求的多智能體自組織生產(chǎn)系統(tǒng)。將加工制造、物料傳輸、信息網(wǎng)絡(luò)三個(gè)部分深度融合與高度集成。

2 多智能體自組織生產(chǎn)系統(tǒng)組成

IMS 系統(tǒng)又分為；IMS- 智能制造單元、IMS- 個(gè)性化定制系統(tǒng)、IMS-ERP 管理軟件系統(tǒng)和IMS-MES 制造執(zhí)行系統(tǒng)四大部分。

2.1 IMS- 智能制造單元

IMS- 智能制造單元包含：包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、AGV 小車和它的網(wǎng)絡(luò)代理（智能適配器）。設(shè)計(jì)人員和工藝人員能夠完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品加工工藝編制，產(chǎn)品加工方案的制定等功能，通過特定的通訊語言完成與車間的數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、AGV 小車等控制設(shè)備的傳輸，從而完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工。智能制造單元具有很好的模塊性，可以根據(jù)企業(yè)的需求進(jìn)行自定義組合，如圖1 所示。

圖1 智能制造單元網(wǎng)絡(luò)組成圖

2.2 IMS- 個(gè)性化定制系統(tǒng)

用戶訂制零件數(shù)據(jù)只需要通過云端網(wǎng)頁進(jìn)行自定義修改，在云端提供訂單信息即可以，在組織生產(chǎn)任務(wù)池會根據(jù)客戶定義信息，進(jìn)行智能編程根據(jù)用戶定義個(gè)性化要求自組織編程，生產(chǎn)加工路徑、使用夾具、使用程序代號等，如圖2 所示。

圖2 定制信息流程圖

定制信息會跟隨訂單一起被本地生產(chǎn)系統(tǒng)提取，并進(jìn)行加工，客戶可以通過移動端實(shí)時(shí)獲取訂單的加工狀態(tài)，需要注意的是已進(jìn)入加工序列的訂單無法取消。當(dāng)訂單加工完成后，系統(tǒng)自動推送“取貨碼”給相應(yīng)客戶?？蛻魭叽a后倉庫自動出貨，并送至客戶跟前。至此，完成整個(gè)個(gè)性化定制過程?？蛻舳ㄖ频漠a(chǎn)品中會有一個(gè)終生標(biāo)識，通過此終生標(biāo)識可以在任何時(shí)候追溯產(chǎn)品的加工過程。歸納上述步驟，簡要流程如圖3所示。

圖3 個(gè)性化定制產(chǎn)品生產(chǎn)簡要流程

用戶可以選擇產(chǎn)品種類、數(shù)量，并在規(guī)定好的圖紙樣式上設(shè)定個(gè)人需求尺寸，通過下單的方式提交相關(guān)頁面信息。后臺對提交表單進(jìn)行處理、分類，并將信息下放至本地工廠，本地工廠通過HTTP 服務(wù)與云端系統(tǒng)相連，自動處理接受到的訂單信息，實(shí)現(xiàn)自組織加工。在加工過程中，本地工廠會及時(shí)反饋訂單中工件的加工進(jìn)度，云端對本地工廠反饋的表單進(jìn)行分類處理，將加工進(jìn)度信息推送給對應(yīng)用戶；本地車間層可從云端最直接修改加工參數(shù)，優(yōu)化加工路線和加工參數(shù)，提高整改產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，并同時(shí)能夠滿足用戶的定制需求，節(jié)省了從本地車間至設(shè)計(jì)部門之間來回修改的時(shí)間，如圖4 所示。

圖4 智能車間層智能生產(chǎn)示意圖

2.3 IMS-ERP 管理軟件系統(tǒng)

作為綜合應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)組成的必要組成部分，及智能制造的基本組成部分，同時(shí)該軟件與IMS 系統(tǒng)、生產(chǎn)線、數(shù)字化看板系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、一體化智能管控系統(tǒng)等無縫對接，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的完整性。同時(shí)系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，易于擴(kuò)展和升級維護(hù)，如圖5 所示。

圖5 ERP 總控界面參考圖

與工業(yè)自動化設(shè)備同步對接的ERP 管理，做到了產(chǎn)品從銷售、設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、質(zhì)檢、包裝等全過程覆蓋，軟件支持云端使用功能.通過以太網(wǎng)將各工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，符合工信部百萬企業(yè)上云端工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢；實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控整個(gè)產(chǎn)品從銷售、設(shè)計(jì)、采購、生產(chǎn)、質(zhì)檢、包裝等全過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整。本系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，可通過電腦、平板電腦、手機(jī)等終端隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)；提供豐富的二次開發(fā)接口和個(gè)性化訂制服務(wù)；軟件模塊采用同一臺框架內(nèi)具有簡單易用，能夠清晰反應(yīng)工廠內(nèi)各執(zhí)行功能模塊與流程，能讓操作者直觀了解并掌握軟件基本使用方法。

2.4 IMS-MES 制造執(zhí)行系統(tǒng)

作為智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)組成的核心組成部分，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)無縫對接，同時(shí)與生產(chǎn)線系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、工控系統(tǒng)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。能充分體現(xiàn)工業(yè)4.0 CPS 系統(tǒng)核心價(jià)值，展示智能制造網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化的核心軟件。同時(shí)該軟件與生產(chǎn)線、數(shù)字化看板系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、一體化智能管控系統(tǒng)無縫對接，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的完整性。同時(shí)系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，易于擴(kuò)展和升級維護(hù)，如圖6 所示。

圖6 MES 制造執(zhí)行系統(tǒng)參考圖

3 結(jié)論

多智能體自組織生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制對智能制造過程的效率、順應(yīng)性和一致性的改善作用，發(fā)展了約束空間下多機(jī)器人的預(yù)測控制策略和協(xié)作運(yùn)動構(gòu)型的自組織控制方法，提煉了個(gè)體預(yù)測智能對群集構(gòu)型穩(wěn)定性和協(xié)同效率的改善作用。