分布式制造资源集成系统的研究

摘要

该论文在分析分布式制造资源集成系统对分布式制造的重要性及其系统主要特点的基础上,提出在构造分布式制造资源集成系统这一类复杂人造系统时,除了进行传统的功能需求分析外,还应对系统进行控制需求的分析,以保证系统的一系列受控性能,从而提升建造复杂人造系统的理性化水平,克服在系统建模和调试过程中,需要耗费巨大资源和遗留不少隐蔽错误的缺陷.为此,该论文作者根据系统论的观点和离散事件动态系统RW监控理论,构建了典型的资源单元结构,提出由这些单元结构构造系统的原则.接着在对系统进行功能需求分析时,将功能需求与控制需求结合起来,建造了递阶控制形式的,能进行实时监控并根据监控结果进行快速重组的分布式制造资源集成系统.接着为了快速的传递信息,文章作者利用虚拟局域网的网络技术构建了系统的运行网络平台.论文最后介绍了局部功能验证实验和应用实例.

目录

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第1章绪论

1.1分布式制造资源集成系统

1.2多智能体系统

1.3离散事件动态系统理论

1.4虚拟局域网技术

1.5本文主要研究内容

第2章离散事件动态系统RW监控理论的数学基础及相关概念

2.1形式语言与自动机

2.1.1形式语言

2.1.2有限状态自动机

2.1.3受控自动机和监控器

2.2闭环离散事件过程及其产生的语言

2.3系统能控性和监控器存在性

2.4能观性

2.5递阶结构的DEDS

2.6本章小结

第3章分布式制造资源集成系统的结构设计

3.1引言

3.1.1分布式制造的组织模式

3.1.2 Agent的特性

3.2分布式制造资源集成系统的多Agent模型

3.2.1 Agent的数学描述

3.2.2多Agent系统的集成框图

3.2.3多Agent系统信息的流动要求

3.2.4 Agent模型的状态集中各状态的表述

3.2.5各Agent的能控性和能观性的判别式

3.3分布式制造资源集成系统各层次Agent的结构

3.3.1构造典型单元级Agent的结构

3.3.2构造典型车间级Agent的结构

3.3.3构造典型工厂级Agent的结构

3.4分布式制造资源集成系统的结构设计及实例

3.4.1分布式制造资源集成系统的结构设计

3.4.2分布式制造资源集成系统结构设计的实例

3.5本章小结

第4章分布式制造资源集成系统的功能需求分析

4.1分布式制造系统的功能结构

4.2核心功能结构的功能描述

4.3分布式制造资源集成系统

4.3.1分布式资源集成系统功能

4.3.2分布式资源集成系统结构

4.3.3信息采集客户端

4.3.4客户端接口与决策系统的接口

4.4数据库设计

4.4.1各层次Agent的数据结构

4.4.2监控中心服务器数据结构

4.5本章小节

第5章虚拟局域网的概念及其工作原理

5.1 IP组播技术

5.1.1点播

5.1.2广播

5.1.3组播

5.2组播原理

5.2.1控制层

5.2.2数据层

5.2.3 IP组播与ATM组播的比较

5.2.4 IP组播

5.3组播路由

5.3.1组播分发树

5.3.2组播共享树的路由算法

5.3.3基于来源树的路由算法

5.3.4组播转发

5.3.5逆转路径转发

5.3.6组播路由协议

5.3.7基本的组播协议

5.3.8组播的协议配置

5.4 IP组播的实现

5.4.1实现IP组播的前提条件

5.4.2实施IP组播的条件分析

5.5 IP组播的优势与用途

5.6本章小结

第6章虚拟局域网技术的一个应用实例

6.1现场数据采集

6.2数据的传输

6.3 IP组播实验网络的设计

6.4硬件支持

6.5制造过程的资源集成监控系统

6.6单播与组播的对比实验

6.6.1网络流量采集原理

6.6.2网络流量采集的实现

6.6.3基于网络流量的单播与组播对比实验结果分析

6.7本章小结

第7章实验与应用实例分析

7.1实验

7.1.1实验目的

7.1.2实验系统的设计

7.1.3实验过程

7.1.4实验结果分析

7.2实例分析

7.2.1系统现状

7.2.2系统改造要求

7.2.3系统改造方案

7.3本章小结

论文总结与展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

致谢

附录1监控中心源程序代码

附录2资源端源程序代码