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『簡體書』基于物联技术的多智能体制造系统

書城自編碼： 3610302
分類：簡體書→大陸圖書→工業技術→一般工业技术
作者： 张泽群
國際書號(ISBN)： 9787121407895
出版社： 电子工业出版社
出版日期： 2021-03-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开 釘裝： 平装

售價：HK$ 197.5

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編輯推薦：
书中既有理论知识，也有案例介绍，能帮助读者理解、掌握和运用本书所提出的方法，扩大读者在多智能体制造系统领域的知识面。
內容簡介：
本书系统、详细地介绍了多智能体制造系统的理念、关键使能技术、应用案例。全书共 9 章，主要内 容包括：多智能体制造系统理念及框架、基于物联技术的多智能体制造系统组织架构、面向异构制造装备 的智能体集成技术、面向异构装备智能体的信息交互技术、多智能体环境下的智能物流调度技术、基于多 智能体制造系统的车间调度优化方法、物联制造系统可视化监控技术、基于多智能体制造系统的混线生产调度案例分析、面向个性化定制的多智能体制造系统动态调度案例分析。书中既有理论知识，也有案例介绍，能帮助读者理解、掌握和运用本书所提出的方法，扩大读者在多智能体制造系统领域的知识面。
關於作者：
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、教育部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）。
目錄：
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
內容試閱：
制造业是国民经济支柱性产业，其发展水平直接影响国家的综合国力。随着社会生产
力快速发展与市场多元化影响，消费市场对产品的需求逐渐趋于多样化、个性化和定制化，
这使得产品种类不断增加、批量不断缩小，生命周期越来越短。多品种、中小批量的生产
模式已逐渐成为制造行业的主流，生产过程逐渐出现高并发、混线和难预测等特征。因此，
制造系统的运行环境越来越充满了不确定性，多目标、不确定性事件频繁发生，且经常伴
有持续变化而又不可预知的任务（生产任务调整、紧急任务等）和事件（设备故障、产线
重组等），生产负荷基本上呈动态性与非线性。如何快速有效地应对制造环境中出现的各种
不确定性因素是当前制造系统必须考虑的一个关键问题。
随着工业 4.0和中国制造 2025等概念的不断深入，新一代信息通信技术、传
感技术与制造业进行快速高度融合，特别是物联网技术与制造技术深度融合的产物物
联制造（IoT-Based Manufacturing，IoTM），更进一步将制造系统推向数字化、信息化、
智能化发展的方向。多智能体制造系统与物联制造的概念虽然各有侧重点，但二者其实殊
途同归。以多智能体技术为基础来实现物联制造，对处理个性化订单、排除扰动以及车间
重构上都具有天然的优势。因此，在当前大力提倡工业互联的背景下，多智能体制造
系统实际上是实现物联制造的理想途径。
本书以多智能体制造系统作为研究对象，聚焦于物联车间智能感知、互联互通与智能
决策，实现制造系统自组织协同生产、动态扰动下自适应决策以及基于调度知识的调度策
略自学习。本书分为基础理论与应用实践两部分内容。在基础理论方面，详细阐述了多智
能体制造系统涉及的 Agent 结构模型设计、多智能体制造系统组织架构与协商方式、异构
设备适配技术、信息交互技术、智能物流调度技术与可视化监控技术。在应用实践方面，
选用混线生产车间调度案例与面向个性化定制的动态实时调度案例这两种典型应用场景，
并设计典型实验算例对相关理论与方法进行分析验证，使得读者对多智能体制造系统有进
一步的理解与掌握。本书主要包括以下内容。
（1）介绍了多智能体制造系统的产生背景，根据制造资源利用范围将制造系统分为三
类，并详细阐述了它们的概念与框架。此外，还简要介绍了基于 Holon 和 Agent 的多智能
体制造系统。
（2）阐述了基于物联技术的多智能体制造系统组织架构，包括物联车间调度系统架构、
Agent 结构模型设计、多智能体制造系统组织结构与协商方式、物联制造系统总体架构。
（3）介绍了面向异构设备的智能体集成技术，包括装备智能体体系结构与适配器构建
方法。
（4）针对物联车间互联互通的需求，详细阐述了面向异构装备智能体的通信机制与信
息交互技术。
（5）介绍了智能物流调度技术，包括 AGV 物流冲突管理、AGV 路径规划方法与车间
物流调度模型。
（6）介绍了基于多智能体制造系统的车间调度优化方法，包括面向低碳的多目标优化
调度模型、车间调度算法以及自学习调度决策机制。
（7）介绍了物联制造系统可视化监控技术，包括三维建模、场景环境构建、介入式三
维可视化系统设计、监控系统信息集成与交互技术。
（8）介绍了混线生产车间调度实验案例，包括调度策略自学习机制可行性与优越性分
析、动态扰动下自适应决策以及组合加工案例实验。
（9）阐述了面向个性化定制的多智能体制造系统动态调度案例，包括个性化订单系统
设计及开发、智能调度系统架构搭建方法、实验算例设计以及动态实时调度实验。
本书所讲内容为智能制造系统的关键技术之一。当前多智能体制造系统呈现出信息化、
网络化、智能化等特征，是工业 4.0和中国制造 2025等先进制造战略从概念走向
实际的实践案例。随着 5G、数字孪生、区块链等新一代信息通信技术与制造系统进一步深
化融合，多智能体制造系统相关理论知识也在不断更新发展中。希望本书能对提升智能制
造系统抗扰动能力和响应能力具有一定的参考价值。同时，还希望对智能制造专业的本科
生、研究生有所帮助。
感谢国家自然科学基金（52075257）及国家重点研发计划（2020YFB1710500）对
本书的支持，感谢课题组研究生聂庆玮、张毅、王立平、宋家烨等同学的研究工作与学
术贡献。
由于作者学术水平有限，书中难免存在不足之处，恳请同行和读者批评指正。
张泽群，朱海华，唐敦兵
2021 年 3 月

 

 

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