全能制造執(zhí)行系統(tǒng)

摘要：本文討論了一種全能制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)采用了具有協(xié)調(diào)控制機(jī)制的PROSA參考體系結(jié)構(gòu)[1]，其中的協(xié)調(diào)控制機(jī)制是受到自然界中蟻群覓食行為啟發(fā)而來(lái)的。我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)在多agent系統(tǒng)中進(jìn)行了實(shí)施。其中，主要的協(xié)調(diào)和控制機(jī)制保證了生產(chǎn)計(jì)劃的正確執(zhí)行，制造資源負(fù)載、交貨時(shí)間以及生產(chǎn)路線的及時(shí)預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)使得各個(gè)生產(chǎn)單元有權(quán)驅(qū)動(dòng)他們自己的生產(chǎn)；各生產(chǎn)單元之間的協(xié)調(diào)配合是完全分布式的。但與許多分布式設(shè)計(jì)不同的是，制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)和主動(dòng)采取措施預(yù)防可能產(chǎn)生的問(wèn)題。同時(shí)，采用一種組織控制機(jī)制來(lái)保證各個(gè)生產(chǎn)單元生產(chǎn)目標(biāo)的明確性，這是進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的必要保證。該設(shè)計(jì)方案已經(jīng)應(yīng)用在一個(gè)企業(yè)案例中，這篇論文將以這個(gè)案例為背景進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：全能、Agent、制造執(zhí)行系統(tǒng)

1 引言
制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution system, MES）管理工廠的各種制造活動(dòng)。它監(jiān)控各種生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)，決定物料流在制造系統(tǒng)中的流動(dòng)以及生產(chǎn)活動(dòng)開(kāi)始的時(shí)間和空間。此外，制造執(zhí)行系統(tǒng)還必須處理所有可能的加工結(jié)果，其中包括一些會(huì)嚴(yán)重干擾生產(chǎn)制造過(guò)程的結(jié)果，例如，各種工序產(chǎn)生的廢品。通常說(shuō)的制造控制就是表示由制造執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行控制。
由于底層制造系統(tǒng)的非線性、環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程的不確定性以及決策空間的組合增加，使制造控制成為了一個(gè)艱巨的任務(wù)。盡管人們?cè)诨谟?jì)劃的遞階式制造執(zhí)行系統(tǒng)上進(jìn)行了大量的努力，但是迄今為止還是不能令人滿意地解決這些問(wèn)題。此外，來(lái)自制造企業(yè)高層的生產(chǎn)計(jì)劃安排也無(wú)法及時(shí)地傳遞到車間制造層。
為了探索一種創(chuàng)新的方法來(lái)解決這些問(wèn)題，許多研究者已經(jīng)提出和開(kāi)發(fā)了異構(gòu)制造系統(tǒng)。在這些異構(gòu)系統(tǒng)中，智能化的產(chǎn)品以及零件在智能化的制造資源的協(xié)同下能夠自主地決定自身的生產(chǎn)活動(dòng)。但是，當(dāng)前的異構(gòu)制造系統(tǒng)還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到能擺脫傳統(tǒng)控制的束縛并及時(shí)地進(jìn)行計(jì)劃的能力。
也有研究學(xué)者嘗試?yán)萌苤圃煜到y(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。在異構(gòu)的設(shè)計(jì)模式下，全能制造系統(tǒng)和智能化的設(shè)備一起共享高度分散化的以產(chǎn)品為導(dǎo)向的制造控制。