1.4 本書研究內容及結構安排

本書主要針對基于物聯技術的多智能體制造系統的實現形式，對制造車間及其底層使能技術進行研究。通過對物聯網絡構建、物聯感知、通信協議設計等物聯制造核心技術的研究，設計了基于物聯技術的多智能體制造系統組織架構，為研究異構制造裝備智能體集成與實時信息交互打下基礎。接著，利用智能化改造技術將車間制造裝備改造成具有感知、分析、決策和通信功能的裝備智能體。設計了面向異構裝備智能體的信息交互標準，使得異構裝備之間能夠互聯互通。另外對車間AGV智能調度技術進行了研究，提出了基于AGV智能體的沖突協商策略，建立了 AGV 調度數學模型。緊接著，研究了多目標環境下車間調度優化方法，分別設計了面向低碳的車間多目標優化調度模型、基于模糊綜合評價的訂單排序規則、考慮物流時間的多目標車間調度模型與基于調度知識的自學習決策機制。然后，研制了物聯制造可視化監控系統，面向物聯制造流程進行三維可視化監視與仿真。最后，圍繞基于物聯技術的多智能體制造系統搭建了物聯制造車間實驗平臺，并通過具體混線生產調度實驗案例分析與面向個性化定制的多智能體制造系統調度案例分析，驗證了該系統的有效性。

本書共分9章，內容組織結構如圖1-11所示。其核心研究內容總結歸納如下。

（1）通過介紹當前先進的制造系統模式如集成制造系統、敏捷制造系統與智能制造系統等，引出多智能體制造系統，并對其進行了背景介紹與系統概述。

（2）設計了基于物聯技術的多智能體制造系統組織框架，通過射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）系統、各類傳感器和工業互聯網構建物聯制造車間感知體系，為后續的調度算法研究提供實時數據支持。介紹了面向制造資源的智能體結構模型、多智能體之間的協商交互機制。

（3）通過引入面向異構裝備的智能體結構模型，將車間制造裝備與智能體軟件結合構建裝備智能體，為底層實時調度系統的設計打下了基礎。打通異構設備之間的通信協議，使得異構裝備智能體間能夠進行通信。

（4）研究了物聯車間通信協議與信息交互技術，設計了標準化的信息傳輸規范與交互機制，在異構裝備智能體通信的基礎上，完善了物聯自組織生產的使能技術。

（5）研究了面向車間AGV的智能調度技術，包括基于AGV智能體的沖突協商策略和以配送時間最短為目標函數的AGV系統調度模型。

（6）通過基于多智能體系統的車間調度優化方法研究，設計了面向低碳的車間多目標優化調度模型、多智能體調度算法以及自學習調度決策機制。

（7）研究了面向物聯制造系統的三維可視化監控技術，通過復習底層物聯自組織車間的生產需求，對其進行數字孿生建模，提出了介入式三維可視化監控系統構架，通過仿真實際物聯自組織車間生產流程，實現了整個監控系統的構建。

（8）分析了多智能體制造系統在混線生產中的實際調度過程，通過策略自學習實驗、動態擾動下的混線生產實驗與組合加工實驗，驗證了多智能體制造系統在實際制造車間的可行性與優越性。

（9）搭建了面向物聯制造車間的云實驗平臺，通過研制個性化訂單系統、多智能體制造系統，設計并進行了實時調度實驗，采集相關數據進行分析與說明。