面向智能体的化工过程运行系统信息集成模型研究

摘要

流程工业自动化水平较高,但信息化水平不足,造成了自动化孤岛的存在.探索实现自动化孤岛之间信息集成的理论和方法,解决流程工业广泛存在的自动化孤岛问题,是该论文的研究目的.该文首次提出了用XML建立流程工业运行系统的数据模型,并运用智能体(Agent)技术实现对过程运行系统中运行任务建模,在此基础上提出了一个基于XML(Extensible Markup Language)和多Agent的用于过程运行系统信息集成的开发式集成平台.为了实现与现有网络技术的融合,采用浏览器/服务器(B/S)模式实现该平台与Intranet的集成.该文提出用XML和STEP标准结合的方式建立运行系统的数据模型,能够解决过程运行系统中数据结构复杂、相关性强这个难题.同时采用XML建立的数据模型,具有良好的可重用性.智能体技术非常适合处理结构复杂、耦合性强的系统.能够根据所处的环境作出反应,同时具有自学习功能.该文运用Agent方法分析过程运行系统,并建立了运行子系统的Agent模型.针对过程运行系统的特点,提出用多智能体协作和竞争来描述运行系统中各子系统之间复杂关系.根据运行系统的实际情况,采用了两种多智能体结构结合的方式.同时根据粒度不同,功能不同的特点,把运行系统中的运行任务设计为不同粒度的智能体.为了实现集成平台与网络技术融合,最后在Intranet的基础上,用B/S模式实现了该文提出的信息集成平台.针对甲苯加氢脱烷基化制苯(HDA)的设计过程的研究和TE过程中遗留系统及新开发系统的集成研究表明,信息集成平台在实现不同子系统的数据集成、信息集成以及任务集成具有优势.同时系统在开放性和拓展性方面也具有良好的性能.

目录

文摘

英文文摘

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第一章流程工业集成技术研究

1.1流程工业集成技术发展

1.2计算机集成技术(CIMS)

1.2.1一种现代化企业模式--CIMS

1.2.2 CIMS研究内容

1.2.3 CIMS的发展现状

1.3流程工业CIMS

1.3.1流程工业CIMS研究内容

1.3.2流程工业CIMS与制造行业CIMS的差别

1.3.3遗留系统的集成

1.4计算机集成运行系统(CIPOS)

1.4.1从计算机辅助运行到集成过程运行系统

1.4.2 CIPOS包括的内容

1.4.3 CIPOS的集成目标

1.4.4 CIPOS集成核心是信息集成

1.5运行系统信息集成相关技术

1.5.1 XML技术

1.5.2 UML统一建模语言

1.5.3中间件

1.5.4软构件技术

1.6论文的研究目标、内容

第二章流程工业CIMS建模理论与方法研究

2.1 CIMS建模理论研究进展

2.1.1 CIMS的参考模型

2.1.2 CIMS建模领域相关问题

2.1.3企业传统建模方法的特点

2.2面向对象/智能体的过程企业多视图建模方法

2.2.1面向对象方法学基本原理

2.2.2面向对象的分析过程和发展趋势

2.2.3面向对象技术过程建模的特点

2.2.4流程企业集成化多视图建模体系

2.3流程工业运行系统三层信息集成平台

2.3.1数据集成层

2.3.2模型集成层

2.3.3任务集成层

2.3.4集成平台特点

2.4本章小结

第三章基于STEP和XML的过程运行系统数据模型

3.1企业数据标准

3.1.1企业数据标准的发展

3.1.2流程工业数据集成技术

3.2基于STEP和XML过程运行系统集成数据模型

3.2.1 STEP标准

3.2.2过程数据标准对CIPOS的影响

3.3结合STEP和XML特点的CIPOS数据模型

3.3.1 XML用来建立数据模型特点研究

3.3.2用EXPRESS建立操作单元模型

3.3.3 XML与STEP结合的优点

3.3.4 EXPRESS与XML结合方法研究

3.4 STEP和XML应用实例

3.4.1操作单元信息模型

3.4.2 XML、STEP在过程综合中的应用

3.5本章小结

第四章面向智能体方法分析过程运行系统----Agent 是具有主动性的对象

4.1面向智能体的分析方法

4.1.1用多智能体方法分析过程运行系统

4.1.2智能体技术

4.1.3智能体的理论模型

4.2过程运行系统智能体模型

4.2.1过程运行系统中的单智能体模型

4.2.2过程运行系统中的多智能体结构

4.2.3多智能体架构中几个关键智能体研究

4.3本章小结

第五章基于XML和Agent的过程操作任务集成框架---分布计算可以实现企业资源的充分利用

5.1分布式对象集成框架分析

5.1.1分布对象参考模型

5.1.2基于分布对象的集成框架

5.1.3分布对象集成框架的缺点

5.2基于Agent和XML的过程运行系统集成框架

5.2.1集于Agent和XML集成框架的系统结构

5.2.2集成模型的目标和特点

5.2.3 Agent功能

5.3模型中多Agent的协作过程

5.3.1 Agent的交互模型

5.3.2交互模型设计要解决的问题

5.3.3服务器请求管理模型

5.3.4过程规划模型

5.3.5服务管理模型

5.3.6 Agent的通信协议

5.3.7 Agent的通信语言

5.4本章小结

第六章基于Web的过程运行系统信息集成平台研究----信息化是工业化的工具，工业化是信息化的载体

6.1基于Web的多智能体信息集成平台

6.1.1平台的主要功能

6.1.2平台结构

6.1.3平台设计说明

6.2实例应用

6.2.1 HDA综合过程

6.2.2运行结果及结果分析

6.3实例分析二

6.3.1集成遗留系统的重要性

6.3.2 TE过程信息集成平台

6.3.3结果分析

6.4遗留系统接口开发

6.5本章小结

结论与展望

主要字母缩写表

参考文献

附录

附录（一）

附录（二）

附录（三）

攻读学位期间发表论文及参与项目

致谢