摘要：本文主要介绍敏捷化生产以及Agent理论和方法的概念，并论述了基于多Agent系统的分布式车间管理控制系统的特点。
关键词：分布式 车间管理控制系统 研究
一、引言
随着市场经济的发展，生产和制造的方式都在不断地改善，管理控制系统作为现代生产管控系统的重要环节，也随着技术的引进而发生改变。分布式管理控制系统采用了成熟的数字技术、信息技术以及网络控制技术等先进技术，实现了各个工作区间的分散控制和集中管理，比如下位机、工作站、服务器等。车间作为一个常见的生产区间，在现代化建设不断推进的大背景下，其传统的车间管理控制系统已经显现出不足，很难满足现代工作要求的协调性和动态性。在车间管理控制系统中引入MAS方式可以达到分布式管理控制的效果，从而提高车间生产的敏捷性。
二、敏捷化生产和Agent理论与方法
进入21世纪，制造行业越来越多地提倡敏捷化制造，在制造企业与用户之间搭建和谐有效的响应来提高资源的配置速度，从而达到敏捷性的制造。敏捷性制造的主要表现就是制造企业在面对市场多段的变化时，能够保持强大的竞争能力。而且，这种敏捷性不仅表现在制造的物理系统中，还表现在信息系统中，二者相互联系、相互协作，进一步增强系统的敏捷性。
车间做为企业的重要单位组织，是体现制造和生产敏捷性的典型场所，一方面，提升车间的敏捷性能够为整个企业提供更为重要的支持，另一方面，敏捷性可以适用于车间工作的各个方面，提高各个环节工作的工作效率，比如本文所要论述的控制管理系统。在车间管理控制系统中提高敏捷性，必须要求有以下几个关键点：
（1）人、组织和技术能够实现有机无缝的集成；
（2）该管理控制系统具有动态的重新组合能力；
（3）能够很和谐地适应不同类型、不同方式的生产；
MAS系统，基于多Agent的系统，是分布式人工智能的一个重要分支，在现代各种敏捷化生产的项目中得到了广泛的应用。目前，研究出能够协调系统的目标、计划以及活动等内容之间的合作成为了一个非常热点的研究项目，进而体现MAS系统的分布性、开放性以及自主性等特征。在车间管理控制系统中引入MAS系统就是一个典型的引用，不仅满足了车间的敏捷性要求，还能够增强车间工作的智能化。
在实际的车间工作中，很多工作都是人员之间相互协调来完成的，比如计划和调度等，通常是口头上进行的。对于车间中的生产活动，可以看做是人、机械设备和生产材料之间的相互作用，具体的生产活动可以描述为，人通过操作机械设备来对生产材料进行改变，将产品的信息传递给车间的管理者，信息流在车间的整个运作中流动。传统的车间管理系统通常会出现丢失分布性的问题，在信息的流动和各个环节工作的性能与质量上回大打折扣。在引入MAS的理论和方法之后，车间的管理控制系统会相应地改变成为分布并行的方式。
三、引入Agent理论与方法的重要意义
传统的车间管理控制系统使用的递接式控制系统存在一定的结构刚性，因此在运行的时候会出现一些故障甚至是全面失效的局面，这样就使得自身竞争力大大降低，从而不能适应市场的快速变化。在实际工作中，供应商的变化、产品计划的变化以及特定的变化都需要企业具有一定的敏捷性，因此改善成为柔性的开放系统是非常重要的工作。基于多Agent系统的引入能后很好地改善车间管理控制系统，也是本文主要论述的内容，MAS系统有以下特点：
1.分布性
多Agent系统的各个Agent不会受到地域的限制，每个网络节点的调度和控制都可以通过人工智能技术来实现。
2.自主性
在多个Agent中，每个Agent都有自己的工作区域，在解决自己区域问题的同时还可以积极地通外界产生相应，相互联系、相互协调，共同应对外界环境的变化。各个Agent之间的关系是一种协调的、平等的关系，系统在运行时也是在合同、协议以及标准等条件下进行的。
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3.互操作性
在各个Agent相互协调的基础上，一个Agent可以在其他Agent中获得自己需要的信息，也可以为其他Agent提供信息，从而帮助各个Agent解决自己工作区域的问题，实现问题的快速解决。
4.开放性
相对于传统的管理控制系统，基于多Agent的车间管理控制系统具有非常显著地开放性，主要表现为该系统能够随着任务的变化而变化，在任务的执行过程中，可以根据实际情况进行调解，比如适当的增加或者减少某个Agent。
此外，MAS理论与方法在车间管理控制系统中的实现，还能够在一定程度上减少产品开发的工作量和复杂程度，从而也降低了管理的难度。在车间的各个工作模块都会有一定的权限，在协议中，每个模块完成不同形式的工作，并且相互独立，这些模块就可以看作是不同的Agent。每个实体有相似的模块结构，在一定程度上都可以视作Agent。各个Agent可以在各自的工作区间中进行工作，并且在和谐的集成管理平台下，各个Agent之间能够形成良好的通信、互操作关系，从而实现一个良好的MAS系统。在实际运行中，MAS系统的Agent局部是最优的，有时会与整体的工作发生冲突，因此一定要建立科学合理的Agent间协调关系，这也是MAS系统目前需要解决的关键问题。
四、敏捷化车间管理控制系统的功能与结构
车间生产工作通常需要生产过程的组织，即生产任务的接受、分配以及调整等，各个环节的生产计划于调度直接影响到生产的成本和效率。因此，描述敏捷化车间管理控制系统的功能与结构需要对实际的车间工作情况进行大致的模拟。
在实际车间中，工作通常是面对任务的，局部工作区域只会按照规定的任务与合作伙伴的任务进行工作。因此，车间在接收到整体任务之后，一定要进行分析和任务分解，在开始工作之前将各个任务相应地分配到各个工作区间。在分解和分配任务的同时，就实现了生产产品的信息化，编辑出理论计划以后，信息就能够在整个运行过程中流动，比如订单信息、加工信息以及工艺信息等。在各个加工单元内部，会对承担的任务进行作业排序，然后由任务主管对各个加工单元进行工作负荷的调整。同时，制定相关计划以及确定信息的工作人员一定要严格确定单元反馈信息，并制定科学合理的作业计划，从而实现派工。对于不能满足任务要求的加工订单，比如加工能力、加工工时不足等，可以协调伙伴单位进行合作加工，或者退订。
在整个车间管理控制系统在实现功能的同时，还会有一定的质量监控、生产现场监控、实时数据反馈等操作，在各个加工单位的作业下达以后还要保证各个化解加工工作的质量。通常情况，敏捷化车间管理控制系统的具体要求有以下几个：
（1）具有MAS系统特征，比如根据不同的任务实现不同的生产过程，处于一个动性的调整状态。
（2）在系统中如果出现一些变化或者调整，导致某些工作区间不能完成任务，从而造成协议不能实现。这时可以向别的区间发出请求，将工作任务转让出去，从而实现协议的完成，本区间也可以接受外界的任务转包。
（3）在车间内部和外部都会发生变化，比如产品设计计划的变化、设备出现故障等都会影响车间的正常工作，因此要求车间具有很强的计划和调度能力，即敏捷性。
在引入MAS系统后，车间管理控制系统具有很强的功能性，能够实现任务的获取、过程组织以及运行的协调。在实现这些功能的时候，一定要保持任务获取和分配的主动性，使得车间的运行具有动态性，科学地分析车间管理控制系统的功能和资源后再采用MAS系统。
五、结束语
综上所述，基于多Agent的车间管理控制系统能够有效地吸收MAS系统中的各种优势，合理地避免了传统管理控制系统的短板，使得车间的管理控制系统更加动态化，其生产企业能够适应市场的变化和调整，从而实现敏捷化生产。
参考文献：
[1].刘世平.张洁.饶运清.分布式车间管理控制系统研究.中国机械工程.[J].2001.
[2].高锷.基于多Agent的车间制造系统控制结构及控制技术研究.合肥工业大学.[J].2003.
[3].邢梅素.侯陆军.选煤厂完全分布式控制结构探讨.工矿自动化.[J].2011.
论文作者:张扬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：车间论文; 控制系统论文; 工作论文; 系统论文; 分布式论文; 化生论文; 敏捷论文; 《基层建设》2018年第15期论文;