题目：基于本体的分布式制造执行系统关键技术研究

在网络化制造环境下，企业信息系统具有地域分散和系统异构的特点。如何利用网络技术实现企业内部和企业之间信息系统的交互，实现生产作业计划的合理安排是当前企业信息化面临的重要问题，对这些问题的解决要求信息系统具有较强的通信协作性和可扩展性。制造执行系统 (Manufacturing Execution Systems MES)是企业信息化在车间的进一步延伸，它从ERP系统接受生产指令，通过生产调度生成作业计划，对生产现场的实际进度进行跟踪管理，并且根据生产实际对作业计划进行修改和调整以指导生产现场活动，减少浪费活动的发生，同时为ERP提供准确、及时的生产现场信息，形成整个生产系统的闭环。课题的研究得到了国防预研项目“高效数控应用工程”的支持，以解决复杂产品制造企业生产管理过程中面临的实际问题为目标，基于本体技术研究满足网络化制造模式下复杂产品制造企业生产管理需要，符合发展趋势的分布式制造执行系统，称之为基于本体的分布式制造执行系统(Ontology Based Distributed Manufacturing Execution Systems OBDMES)。课题研究了基于本体的制造执行系统模型、面向Agent的OBDMES建模、基于多层混合规划的调度策略以及基于JADE(Java Agent DEvelopment Framework)平台的系统框架和分布式调度系统的实现，为支持网络化制造的MES构建提供支持。分析了网络化制造环境下复杂产品制造企业生产的分布性，提出构建基于本体的分布式制造执行系统，基于虚拟动态管理单元构建多层分布式制造执行系统体系结构，给出了由车间层、虚拟动态单元管理层和执行层构成的三层控制模型，以及OBDMES的控制结构，并从系统组织结构、控制策略和实现技术几个方面介绍了系统的实现。研究本体模型的构建方法，综合了Uschold方法和Gruninger and Fox方法，并参考METHNOTOLOGY方法给出制造执行本体模型的构建方法，针对某复杂产品制造企业机加车间生产管理需求提出了适合网络化制造模式的生产管理模式，基于这些研究构建了制造执行系统本体模型。研究面向Agent的OBDMES构建方法，总结了当前主要的分布式系统建模和分析方法，比较了面向对象和面向Agent两种建模和分析方法，采用面向Agent方法构建OBDMES，给出了OBDMES的多Agent框架，并对框架中的Agent进行了介绍, 提出适配器Agent结构，以提高系统的灵活性和可配置性。针对复杂产品生产系统不稳定、非平衡的特点，研究生产系统的调度策略，提出了基于多层混合规划的调度策略，建立了基于Agent和多层混合规划调度策略的分布式调度系统，介绍了系统结构，Agent之间的控制关系，在分析影响生产调度因素的基础上给出了Agent的目标函数，描述了系统运行中的任务分配过程。研究基于Agent的OBDMES框架和调度原型系统的实现，给出了基于JADE的OBDMES框架实现，并从Agent实现和Agent通信两个方面介绍了调度原型系统的实现，最后给出了调度原型系统的运行结果分析。