基于服务智能体的云制造系统仿真方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，涉及系统建模与仿真技术领域。本发明专利技术提出一种应用多智能体的方式对云制造环境中的各类元素的行为进行仿真的方法。首先，将制造资源进行虚拟化封装，获得资源智能体封装模型，将虚拟化资源封装为制造服务，获得服务智能体封装模型；在此基础上，定义接口与通信方式；最后，形成面向云制造系统的多智能体仿真框架。通过本发明专利技术中的方法，可以有效地发挥多智能体的自主性、多样性、随机性、智能性等特点，充分体现出云制造环境中的资源与服务特点。较之传统的仿真方法，可以同时仿真更多的资源与服务单元，特别是针对资源与服务时序不同的特点，仿真效果更加明显。仿真效果更加明显。仿真效果更加明显。

【技术实现步骤摘要】
基于服务智能体的云制造系统仿真方法


[0001]本专利技术涉及系统建模与仿真
，更具体的说是涉及一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术和计算机网络技术的迅速发展，传统的制造模式已经不能适应现代化生产的制造要求，为了响应市场的快速变化和提高企业的核心竞争力，工业界和学术界研究提出了一批先进制造技术或模式，如：制造网格 (MGrid)、全球化制造(Global manufacturing)、虚拟制造(VM)、敏捷制造(AM)等。当前对网络化制造的研究主要是基于在各企业间建立信息共享技术，通过企业间的协同合作以及制造资源的集成与共享，从而生产出能够适应市场变化、高质量的产品。虽然网络化制造已经有了较大的发展，但是无论在技术上还是运营模式还存在着一定的问题，如缺乏服务的集中管理和运营，没有很好地解决制造资源的动态共享与智能分配以及在网络通信、数据传输中的安全性等，这些问题严重阻碍了网络化制造的推广应用。
[0003]针对这些问题，中国工程院李伯虎院士等在2010年1月提出了一种基于云计算服务模式的网络化制造新模式——云制造(Cloud manufacturing,CMfg)。云制造技术是一种基于网络的、面向服务的制造新模式。融合与发展了现有信息化制造技术(信息化设计、生产、实验、仿真、集成)及新兴信息技术 (云计算、物联网、服务计算、智能科学、高效能计算等)。将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，构成服务云池，并进行统一集中的管理和经营通过网络实现随时按客户需求获取制造资源与能力服务，以完成其制造全生命周期的各类活动。随着云制造概念及相关技术的发展，相关的云制造仿真平台也不断更新迭代。云制造仿真平台主要用于针对云制造相关的模式、规则、算法、通信等技术做仿真，对相关技术进行验证。然而，在环境中无论资源、服务、企业用户都是具有自主性、独立性、对于环境有主观认识的个体。如何去模拟这些个体的协作与交互行业是一个重要的研究内容。传统的单一模型已经不能满足多种个体的描述，并且很难实现实时的交互效果。因此，本专利技术提出一种应用多智能体技术实现对资源、服务的封装，实现一个自主、独立的智能体，自发地对周围环境和其它个体进行交互与协作。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，本专利技术方法融合了多智能体自主性、独立性、智能性等特点，提高了仿真的真实性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]将制造资源进行虚拟化封装，获得资源智能体封装模型；
[0008]将虚拟化资源封装为制造服务，获得制造服务模型；
[0009]对所述制造服务再次封装，获得服务智能体封装模型；
[0010]在所述资源智能体封装模型和所述服务智能体封装模型的基础上，定义通信接口与通信方式；
[0011]以所述资源智能体封装模型和所述服务智能体封装模型为基础建立基于多智能体的云制造仿真框架。
[0012]通过采用上述方案，具有以下有益效果：云制造环境中的资源、服务及企业用户具有一定的自主性、独立性、智能性，许多行为是自发的产生，同时，会自适应周围环境的变化。为解决传统的建模仿真模式难以对云制造环境中的特点进行模拟，本专利技术提出一种基于多智能体的云制造系统仿真方法，应用多智能体技术对云制造环境中的各类元素进行封装，从而充分体现出云制造环境中的资源与服务特点。
[0013]在云制造系统中，制造资源多种多样，其描述与接入方式比云计算中的计算资源复杂许多，根据云制造系统中资源与服务的特点，我们应用简单智能体封装实现，形成虚拟化资源，虚拟化资源收到与它相同的其他虚拟化资源的请求，根据规则作出响应，这个响应根据自身状态产生，反映当前状态，并不会对历史数据进行分析，也不会对未来趋势做预测。
[0014]优选的，获得资源智能体封装模型的具体步骤为：
[0015]在云制造系统中，通过建立制造资源池的方式对所述制造资源进行管理；
[0016]所述制造资源通过数字化的方式接入到所述制造资源池，形成虚拟化的制造资源，一个虚拟化资源模型，表示为：
[0017]RS
cmfg
＝<RSID,Info
state
,Templ,Data,Func
01
,Func
02
,...,Func
n
>
[0018]其中RSID为虚拟化资源的唯一标识，Info
state
为资源状态，Templ为资源模板，Data为制造资源数据，Func
n
为虚拟化资源的功能函数。
[0019]优选的，所述资源模板分为静态模板和动态模板。
[0020]在云制造系统中，资源模板是制造资源虚拟化的重要手段，可以分为静态模板和动态模板，通过元数据的方式进行描述，每一类制造资源都有独特的资源模板。静态模板用于记录制造资源基本描述信息，这些信息不会随时间发生变化或累积；动态模板用于记录制造资源在执行任务过程中产生的数据或状态数据，例如：实时状态数据、维护数据、生产节拍数据等。
[0021]优选的，所述制造资源数据分为静态数据和动态数据，所述静态数据记录在所述静态模板中，所述动态数据记录在所述动态模板中。
[0022]在云制造系统中，制造资源通过服务化形成制造服务，制造服务为了提供相应的服务会对制造资源数据进行采集、提取和处理。
[0023]优选的，所述资源智能体包括感知器、条件-状态规则、处理器和执行器，当所述感知器收到请求后，按所述条件-状态规则做出执行并回应。
[0024]优选的，虚拟化资源的服务建模就是将虚拟化资源封装为制造服务，云制造系统以服务为核心，制造服务通过对虚拟化资源的服务化封装来实现。
[0025]在云制造系统中，制造服务的实现目标为：
[0026]1、能够公开地发布并可以被调用；
[0027]2、能够被发现，可以通过服务描述对服务与需求进行匹配；
[0028]3、能够根据需求通过服务接口进行组合。
[0029]根据上述目标，建立服务模型，如下所示：
[0030]SE
cmfg
＝<SID,RSID,Info
state
,Interface,Info
Basic
,Func
Templ
,Func
Data
,Func
Order
>
[0031]其中SID为服务的唯一标识，RSID为资源的唯一标识，Info
state
为状态信息， Interface为服务的接口。
[0032]服务智能体建模就是对制造服务再次封装，形成服务智能体。云制造中资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：将制造资源进行虚拟化封装，形成虚拟化资源，同时获得资源智能体封装模型；将所述虚拟化资源封装为制造服务，获得制造服务模型；对所述制造服务再次封装，获得服务智能体封装模型；在所述资源智能体封装模型和所述服务智能体封装模型的基础上，定义通信接口与通信方式；以所述资源智能体封装模型和所述服务智能体封装模型为基础建立基于多智能体的云制造仿真框架。2.根据权利要求1所述的一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，获得资源智能体封装模型的具体步骤为：在云制造系统中，通过建立制造资源池的方式对所述制造资源进行管理；所述制造资源通过数字化的方式接入到所述制造资源池，形成虚拟化的制造资源，一个虚拟化资源模型，表示为：RS
cmfg
＝<RSID,Info
state
,Templ,Data,Func
01
,Func
02
,...,Func
n
>其中RSID为虚拟化资源的唯一标识，Info
state
为资源状态，Templ为资源模板，Data为制造资源数据，Func
n
为虚拟化资源的功能函数。3.根据权利要求2所述的一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，所述资源模板分为静态模板和动态模板。4.根据权利要求3所述的一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，所述制造资源数据分为静态数据和动态数据，所述静态数据记录在所述静态模板中，所述动态数据记录在所述动态模板中。5.根据权利要求1所述的一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，所述资源智能体封装模型包括感知器、条件-状态规则、处理器和执行器。6.根据权利要求1所述的一种基于服务智能体的云制造系统仿真方法，其特征在于，所述制造服务模型表示为：SE
cmfg
＝<SI...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霖，赵淳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：