基于組合拍賣的多Agent調(diào)度問題研究.pdf

1、隨著制造業(yè)全球化趨勢(shì)的不斷加深，企業(yè)間的專業(yè)化分工日益深入和細(xì)化，制造資源的優(yōu)化配置正在從企業(yè)內(nèi)、區(qū)域內(nèi)向整個(gè)地區(qū)、整個(gè)國家乃至全球范圍延伸。信息技術(shù)的發(fā)展和各種先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)，為諸如應(yīng)用服務(wù)提供商、敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、服務(wù)型制造、云制造等新型制造模式的出現(xiàn)提供了技術(shù)上的支持。這些新的制造模式強(qiáng)調(diào)企業(yè)間的協(xié)作和全社會(huì)范圍內(nèi)的資源共享和優(yōu)化配置，以保證產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的低成本和高效率。由于價(jià)值鏈中的不同企業(yè)間存在著異構(gòu)性、分布性和自

2、治性等特點(diǎn)，如何將分散的制造資源有效地組織起來，實(shí)現(xiàn)“分散資源集中使用，集中資源分散服務(wù)”的目標(biāo)，成為制造領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　本文采用多Agent技術(shù)，旨在從全局優(yōu)化以及局部協(xié)調(diào)的角度對(duì)上述問題展開討論。首先在分布式?jīng)Q策環(huán)境下研究多Agent之間的協(xié)商機(jī)制和調(diào)度模型;然后考慮多Agent環(huán)境中采用線性資源消耗函數(shù)的加工時(shí)間可控調(diào)度問題;最后，將資源消耗函數(shù)擴(kuò)展為非線性凸函數(shù)形式。具體而言，本文的研究工作主要包括以下三個(gè)方面:

3、r>　　首先，考慮分布式環(huán)境中各Agent的異構(gòu)性、分布性、自治性等特點(diǎn)，提出了一種多回合組合拍賣機(jī)制，采用基于需求的投標(biāo)語言，將組合拍賣的一般形式與機(jī)器調(diào)度的建模技術(shù)相結(jié)合，建立了一種改進(jìn)的競勝標(biāo)模型，該模型同時(shí)兼顧了系統(tǒng)收益與機(jī)器利用率。同時(shí)，通過投標(biāo)策略的改進(jìn)，激勵(lì)未中標(biāo)的投標(biāo)者放寬對(duì)加工時(shí)間需求的約束來參與下一回合的竟標(biāo)，為調(diào)度計(jì)劃的制定提供了更加靈活的調(diào)度空間。數(shù)值實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了機(jī)制的有效性，該機(jī)制在保證系統(tǒng)收益的同時(shí)，提高

4、了資源的利用率，提升了客戶服務(wù)水平。
　　第二，為了使加工資源得到更加充分的利用，將可控加工時(shí)間引入多Agent調(diào)度問題中，并將加工環(huán)境由單機(jī)擴(kuò)展到并行機(jī)。在該問題中，資源擁有者可以根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)整資源消耗量以控制工件的加工時(shí)間，形成了加工時(shí)間可控的多Agent調(diào)度問題。資源擁有者在進(jìn)行中標(biāo)決策時(shí)，既要決策中標(biāo)工件、機(jī)器分配、加工順序，還要決策為加工每個(gè)工件投入的資源量，其目標(biāo)是使自身收益最大化。同時(shí)，為加快拍賣的收斂速度，提高

5、拍賣的效率和求解質(zhì)量，設(shè)計(jì)了一種基于次梯度方法的自適應(yīng)價(jià)格更新方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的“剛性”加工時(shí)間的調(diào)度模型相比，可控的加工時(shí)間可以增加調(diào)度的靈活性，能夠使生產(chǎn)資源得到更加充分的利用，使資源擁有者的收益得到進(jìn)一步提升。
　　最后，將加工時(shí)間可控調(diào)度問題中的資源消耗函數(shù)由線性函數(shù)擴(kuò)展到非線性凸函數(shù)形式。為求解非線性混合整數(shù)規(guī)劃競勝標(biāo)模型，設(shè)計(jì)了一個(gè)兩階段求解方法:先確定加工方案，再求解最優(yōu)資源分配問題。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了分支