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智能制造背景下多智能體技術(shù)的思考

發(fā)布時間:2019-7-3 15:27    發(fā)布者:eaoogle_WSN
智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,呈現(xiàn)出了一些新的特點,比如資源控制的泛在化,比如集成方式和粒度的服務(wù)/微服務(wù)化,比如智能計算的邊緣化。這些新的特點助推了多智能體技術(shù)的發(fā)展。
  智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,呈現(xiàn)出了一些新的特點,比如資源控制的泛在化,比如集成方式和粒度的服務(wù)/微服務(wù)化,比如智能計算的邊緣化。這些新的特點助推了多智能體技術(shù)的發(fā)展。

  雖然沒有經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)搜索。但筆者在2000年左右的時候,就見到了基于多智能體調(diào)度排產(chǎn)技術(shù)的博士論文。后來陸續(xù)在自動化領(lǐng)域的無人機(jī)蜂群協(xié)同控制、多體動力學(xué)協(xié)同控制等方面,看到了相關(guān)的技術(shù)發(fā)展與案例。所以感覺現(xiàn)在各個領(lǐng)域都在助推,智能體技術(shù)的發(fā)展。

  (1)智能體運行的內(nèi)核:行為事件驅(qū)動

  說起智能體運行的內(nèi)核,得從智能體的交互方式說起。不能將智能體交互理解為簡單的信息集成,信息集成只是最終傳遞的形式而已。智能體應(yīng)該是能夠基于行為模式識別下進(jìn)行自主判斷并進(jìn)而與其他智能體進(jìn)行協(xié)調(diào)交互的虛擬軟件體。這是智能體之所以稱之為智能體的本意。其核心是事件驅(qū)動,雖然事件驅(qū)動最終也要體現(xiàn)為信息傳遞,但事件相對于信息而言,更加具有意義,是從信息應(yīng)用目的角度來描述的。

  (2)多智能體運行的特點:協(xié)同協(xié)作規(guī)則

  記得在當(dāng)年物聯(lián)網(wǎng)剛出來的時候,就有人提出來,互聯(lián)網(wǎng)不是+,而是x。這個x說的意思是,在物聯(lián)網(wǎng)背景下,每個物體會發(fā)展成一個智能體,物體之間的交互不是僅僅兩個之間的,而是每一個智能體可以和任何一個其他的職能進(jìn)行交互,所以說是物聯(lián)網(wǎng)x。

  據(jù)enCE技術(shù)文件編制所了解,多智能體之間的交互,其實就是在定義協(xié)同協(xié)作規(guī)則,智能體之間的行為交互方式或者交互模式。這個方面,可以借鑒生物界當(dāng)中的各種生態(tài)模式,比如螞蟻之間的協(xié)作,比如魚群之間的協(xié)作,比如鳥群之間的協(xié)作,再比如人類社會的各種形態(tài)等,其實都可以轉(zhuǎn)化為一些可用的規(guī)則,用于支持多智能體之間的協(xié)同協(xié)作。其實只要看看現(xiàn)在提出的各種各樣的智能優(yōu)化算法或者說元啟發(fā)式算法,基本上都可以在這里面進(jìn)行應(yīng)用探討。

  始終感覺多智能體之間的協(xié)同協(xié)作方式是多種多樣的,隨著技術(shù)的發(fā)展即將涌現(xiàn)出一大批所謂的智能的協(xié)同協(xié)作模式或算法,但說實話也可以預(yù)見到其實也沒有太多的新意。

  (3)多智能體運行場景1:自適應(yīng)協(xié)同生產(chǎn)組織

  比如對于一個車間來說,車間里面所有的制造要素資源都可以虛擬化為一個智能體,比如機(jī)床智能體、刀具智能體等等。也可以增加一些并不與實際制造要素資源相對應(yīng)的智能體,比如訂單智能體、比如具有仲裁性質(zhì)的智能體。

  這樣的運行就是各個智能體之間的協(xié)同協(xié)作,并且這種協(xié)同協(xié)作是一種自適應(yīng)的方式來進(jìn)行的,訂單就可以和機(jī)床來進(jìn)行協(xié)商,決定自己的工序應(yīng)該到哪個機(jī)床上面來進(jìn)行生產(chǎn)。

  (4)多智能體運行場景2:自適應(yīng)協(xié)同流程組織

  正如同之前提的工業(yè)APP行動,不管這些工業(yè)工業(yè)APP的規(guī)模大小如何,這些工業(yè)APP也是需要進(jìn)行集成的。而這種集成,不能僅僅是服務(wù)或微服務(wù),而應(yīng)該以多智能體的方式進(jìn)行集成,形成這些工業(yè)APP之間的協(xié)同協(xié)作模式。對于各個軟件實體的多智能體,這種模式將更多的體現(xiàn)為自適應(yīng)協(xié)同流程組織。

  面向這種自適應(yīng)協(xié)同流程組織,工業(yè)APP的粒度越小,組織的柔性就越大。每一個軟件智能體,都具有自己的處理和決策功能,更重要的是彼此之間可以進(jìn)行協(xié)商,并實現(xiàn)自動的握手協(xié)同。

  其實隱約也感覺到,現(xiàn)在所提的一些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,都應(yīng)該具有這方面的一些想象,但感覺這些平臺就像一些基礎(chǔ)設(shè)施一樣功能應(yīng)該是非常龐大復(fù)雜的,能實現(xiàn)什么樣子現(xiàn)在還看不透。

  (5)多智能體運行需克服的缺點:只見樹木不見森林

  我們現(xiàn)在建設(shè)信息化系統(tǒng),其實都是一種中央管控方式,通過預(yù)先設(shè)定的流程銜接關(guān)系將各個功能模塊,進(jìn)行了劃分,并且限定了功能之間的流程交接約束。

  但是在多智能體模式下,每個智能體具有很大的自主性或者獨立性,整個系統(tǒng)的運行是通過智能體之間的協(xié)商來動態(tài)執(zhí)行的。

  就如同一個社會一樣,有很多人,如果每一個人都按照自己的利益最大化來決定自己的行為方式,就如同現(xiàn)在所提的一些智能優(yōu)化算法,很有可能會陷入局部最優(yōu),而在整體上并不能夠?qū)崿F(xiàn)整體追求一樣。從而導(dǎo)致出現(xiàn)只見樹木不見森林現(xiàn)象的發(fā)生這種并不期望的現(xiàn)象發(fā)生。

  所以筆者一直感覺,如何形成一種完美的生態(tài)組織方式或者理想的協(xié)同協(xié)作模式,既能保持智能體之間自由協(xié)商的靈活性優(yōu)勢,又能夠與總體的綜合優(yōu)化目標(biāo)相融合,是多智能體運行研究的核心重點,必須給以足夠的重視。但這個方面是不是在學(xué)術(shù)上都是要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)研究才可以的。




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