專利名稱：一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法
一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與人工智能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種于基于Petri網(wǎng)的 Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)的流程建模與分析方法。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，基于Agent聯(lián)邦的快速設(shè)計(jì)能很好地解決復(fù)雜產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)問題。Agent是一種具有智能行為能力的單元，能夠獨(dú)立的完成既定任務(wù)，也可以通過與其他Agent的合作共同完成任務(wù)。Agent聯(lián)邦是指依據(jù)協(xié)作方式，參與由管理Agent組織和發(fā)起Agent的聯(lián)合行動(dòng)的所有Agent組成的集合?；贏gent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)中Agent聯(lián)邦以分布、協(xié)作的方式完成任務(wù)，降低了純分布式Agent通信的復(fù)雜性， 提高了快速設(shè)計(jì)的效率，同時(shí)系統(tǒng)具有可操作性、靈活性和擴(kuò)展性。Agent聯(lián)邦在協(xié)作過程中難免產(chǎn)生沖突，通過對(duì)設(shè)計(jì)過程建模仿真是解決沖突的重要手段。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同角度用Petri網(wǎng)對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)模型和問題提出許多解決方法，但是其研究主要集中在對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)過程的建模和分析，或?qū)υO(shè)計(jì)活動(dòng)中某一方面或某一階段產(chǎn)生的設(shè)計(jì)沖突進(jìn)行描述、解決，沒有提出針對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)全過程中的沖突進(jìn)行分析、協(xié)調(diào)的方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題，提供一種可以對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)全過程中的沖突進(jìn)行分析、協(xié)調(diào)的Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法。
(1)結(jié)構(gòu)
本發(fā)明的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法中包含三類Agent聯(lián)邦和黑板系統(tǒng)，三類Agent聯(lián)邦分別為設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦、控制Agent聯(lián)邦和領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦。其中，領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦包括模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦和產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦。
設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦是整個(gè)系統(tǒng)的核心負(fù)責(zé)從概念設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)結(jié)束的全過程，包括 各模塊的設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦、產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦等；控制Agent聯(lián)邦負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各 Agent聯(lián)邦的活動(dòng)，以及和用戶的交互；領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦提供各聯(lián)邦所需的知識(shí)、數(shù)據(jù)和規(guī)則等資源；黑板系統(tǒng)用于存儲(chǔ)快速設(shè)計(jì)過程的各種中間數(shù)據(jù)和各Agent聯(lián)邦的活動(dòng)狀態(tài)，有問題區(qū)、沖突區(qū)、方案區(qū)和評(píng)議區(qū)等；
(2)流程
1)控制Agent聯(lián)邦通過用戶交互接收用戶輸入的新課題及其設(shè)計(jì)要求；
2)領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦對(duì)新課題以模塊為單位進(jìn)行任務(wù)的分解，召集各模塊設(shè)計(jì) Agent聯(lián)邦對(duì)模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行投標(biāo)；
3)分配模塊設(shè)計(jì)任務(wù)到中標(biāo)的模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦，簽訂合同；
4)各中標(biāo)的模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦完成模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)后，把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)分配給產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦；
5)產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)后，由產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦中的仿真Agent與評(píng)價(jià)Agent對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真與評(píng)價(jià)，當(dāng)產(chǎn)品不能滿足新課題的功能、力學(xué)、運(yùn)動(dòng)或成本約束要求時(shí)，產(chǎn)生沖突；
6)控制Agent聯(lián)邦提出解決沖突的解決方案，模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦根據(jù)解決方案修改模塊設(shè)計(jì)；
7)重復(fù)步驟4 6，直至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案滿足設(shè)計(jì)要求；
8)最后由控制Agent聯(lián)邦輸出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案形成文件或生成圖紙。
(3) Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)中沖突
在Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)過程中，由于各聯(lián)邦之間對(duì)問題的描述、考慮問題的角度和評(píng)價(jià)機(jī)制等不同，在解決問題時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生沖突；把Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)的沖突分為四類任務(wù)沖突、設(shè)計(jì)沖突、資源沖突和成本沖突；
任務(wù)沖突在設(shè)計(jì)任務(wù)的分解和分配時(shí)產(chǎn)生的沖突，當(dāng)多個(gè)設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)同一任務(wù)感興趣時(shí)，產(chǎn)生沖突；
設(shè)計(jì)沖突設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)時(shí)與產(chǎn)品尺寸、結(jié)構(gòu)等約束產(chǎn)生沖突，設(shè)計(jì)結(jié)果偏離了初始要求或偏移最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果；
資源沖突主要體現(xiàn)在現(xiàn)有的資源不能滿足設(shè)計(jì)的需要和多個(gè)Agent聯(lián)邦對(duì)同一資源占用的需要，產(chǎn)生資源的沖突；例如實(shí)例庫中的實(shí)例不能滿足新問題推理的需要，在同一時(shí)間對(duì)同一實(shí)例修改的需求，產(chǎn)生沖突；
成本沖突設(shè)計(jì)的結(jié)果不滿足成本約束模型；
沖突的解決是基于知識(shí)的，在實(shí)踐中解決沖突的知識(shí)表現(xiàn)為規(guī)則的形式；產(chǎn)生式規(guī)則是解決沖突的常用方法，它表示為IF(沖突)THEN(沖突解決方法)；例如IF(仿真時(shí)出現(xiàn)干涉)AND (干涉模塊的結(jié)構(gòu)不能改變)THEN(修改干涉模塊的尺寸)；
(4) Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)沖突建模
快速設(shè)計(jì)中沖突分布在三個(gè)階段；第一個(gè)階段是分配任務(wù)時(shí)，由于多個(gè)設(shè)計(jì) Agent聯(lián)邦對(duì)同一任務(wù)感興趣產(chǎn)生的任務(wù)沖突，可采用招標(biāo)分配任務(wù)來解決沖突；第二個(gè)階段，設(shè)計(jì)時(shí)的產(chǎn)生的設(shè)計(jì)沖突和資源的沖突，通過調(diào)用協(xié)調(diào)方案來解決沖突；第三個(gè)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)完，評(píng)價(jià)、仿真結(jié)果和設(shè)計(jì)要求或成本模型發(fā)生沖突，通過推理得到?jīng)_突的模塊，修改該模塊達(dá)到要求，解決沖突；
①任務(wù)沖突建模與分析
采用招標(biāo)方式分配任務(wù)來解決任務(wù)的沖突；評(píng)價(jià)投標(biāo)書的評(píng)價(jià)函數(shù)為投標(biāo)的設(shè)計(jì) Agent聯(lián)邦完成任務(wù)的效用，設(shè)完成任務(wù)、的效用為U(t》，則U(t》表示為
U(t) = α Ti+β Mi+λ Ci+λ Bi+ν Oi
其中，Ti表示完成任務(wù)、的時(shí)間.Mi表示完成任務(wù)、質(zhì)量、Ci表示完成任務(wù)、的代價(jià)，即占用資源、Bi表示忙閑的狀態(tài)、Oi表示、與正在處理的任務(wù)序列中任務(wù)、的沖突情況；α、β、Υ、λ、ν為1\、Mp CpB^Oi的權(quán)系數(shù)；隊(duì)為標(biāo)底，j為有效標(biāo)書的數(shù)量；
②模塊設(shè)計(jì)沖突和資源沖突建模與分析
Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)時(shí)是協(xié)同交互的，由于思維方式、描述問題角度等不同，設(shè)計(jì)過程中也產(chǎn)生沖突；在設(shè)計(jì)過程中資源的沖突也是難以避免的，評(píng)價(jià)申請(qǐng)信息的評(píng)價(jià)函數(shù)為
Si = α Ti+β Ii+y Ri+ λ Fi+ ν Oi
其中，Si表示綜合評(píng)價(jià)的分?jǐn)?shù)、Ti表示任務(wù)的緊迫性、Ii表示任務(wù)的重要性、Ri表示完成任務(wù)需要的資源量、Fi任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、Oi表示占用資源時(shí)任務(wù)序列沖突情況；α、β、 Y、λ、ν為Tp Ii, Ri,Fi, Oi的權(quán)系數(shù)；如果PR2 < R2和PRl < Rl時(shí)產(chǎn)生資源不能滿足任何一方要求，控制Agent聯(lián)邦要求增加資源量。
本發(fā)明的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法利用Petri網(wǎng)對(duì)快速設(shè)計(jì)各階段的任務(wù)沖突、設(shè)計(jì)沖突、資源沖突和成本沖突進(jìn)行建模和分析；分析沖突協(xié)調(diào)的模型，用模糊Petri網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)過程中的推理；在以上建模和分析的基礎(chǔ)上，建立Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)整個(gè)流程的詳細(xì)模型，為Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)提供了一個(gè)從任務(wù)分配到生成圖紙的設(shè)計(jì)框^K O


圖1是本發(fā)明的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法的模塊結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法的簡(jiǎn)化流程圖3a，3b，3c，3d，!Be分別是設(shè)計(jì)活動(dòng)五要素(單個(gè)活動(dòng)、或分離、或匯集、并分離和并匯集)的Petri網(wǎng)模型；
圖如，仙，如，4(1分別是流程設(shè)計(jì)四種結(jié)構(gòu)關(guān)系(順序、分支、并行、循環(huán))的Petri 網(wǎng)模型；
圖5是本發(fā)明的任務(wù)沖突的Petri網(wǎng)模型；
圖6是本發(fā)明的招標(biāo)模型；
圖7是設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)沖突與協(xié)調(diào)模型；
圖8是設(shè)計(jì)過程中資源沖突與協(xié)調(diào)模型；
圖9是設(shè)計(jì)結(jié)果與設(shè)計(jì)約束的沖突協(xié)調(diào)模型；
圖10是設(shè)計(jì)沖突的模糊Petri網(wǎng)推理；
圖11是Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)詳細(xì)流程Petri網(wǎng)建模。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
(1)本發(fā)明的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法的流程及沖突
DAgent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中包含三類Agent聯(lián)邦和黑板系統(tǒng)，三類Agent聯(lián)邦分別為設(shè)計(jì) Agent聯(lián)邦、控制Agent聯(lián)邦和領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦。
設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦是整個(gè)系統(tǒng)的核心負(fù)責(zé)從概念設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)結(jié)束的全過程，包括 各模塊的設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦、產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦等?？刂艫gent聯(lián)邦負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各 Agent聯(lián)邦的活動(dòng)，以及和用戶的交互。領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦提供各聯(lián)邦所需的知識(shí)、數(shù)據(jù)和規(guī)則等資源。黑板存儲(chǔ)快速設(shè)計(jì)過程的各種中間數(shù)據(jù)和各Agent聯(lián)邦的活動(dòng)狀態(tài)，有問題區(qū)、沖突區(qū)、方案區(qū)和評(píng)議區(qū)等。Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1。
2) 一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法的流程
利用控制Agent聯(lián)邦通過用戶交互輸入新課題(新問題)，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、可利用的資源及各種約束條件，基于領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦對(duì)新課題以模塊為單位進(jìn)行任務(wù)的分解，召集各模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦進(jìn)行投標(biāo)。分配任務(wù)到中標(biāo)的模塊Agent聯(lián)邦，簽訂合同。各模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)完畢，把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)分配給產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦。產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)束，由產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦中仿真Agent與評(píng)價(jià)Agent對(duì)產(chǎn)品方案進(jìn)行仿真與評(píng)價(jià)，當(dāng)產(chǎn)品不能滿足功能、力學(xué)、運(yùn)動(dòng)或成本約束等要求時(shí)，產(chǎn)生沖突?？刂艫gent聯(lián)邦提出解決方案，模塊設(shè)計(jì)組根據(jù)解決方案修改模塊設(shè)計(jì)。這樣反復(fù)進(jìn)行直到產(chǎn)品的方案滿足設(shè)計(jì)要求。最后由控制Agent聯(lián)邦輸出方案形成文件或生成圖紙。Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要流程見圖2。
3) 一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法的沖突
在Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)過程中，由于各聯(lián)邦之間對(duì)問題的描述、考慮問題的角度和評(píng)價(jià)機(jī)制等不同，在解決問題時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生沖突。通過對(duì)圖2流程的分析，把Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)的沖突分為四類任務(wù)沖突、設(shè)計(jì)沖突、資源沖突和成本沖突。
任務(wù)沖突在設(shè)計(jì)任務(wù)的分解和分配時(shí)產(chǎn)生的沖突，當(dāng)多個(gè)設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)同一任務(wù)感興趣時(shí)，產(chǎn)生沖突。
設(shè)計(jì)沖突設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)時(shí)與產(chǎn)品尺寸、結(jié)構(gòu)等約束產(chǎn)生沖突，設(shè)計(jì)結(jié)果偏離了初始要求或偏移最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果。
資源沖突主要體現(xiàn)在現(xiàn)有的資源不能滿足設(shè)計(jì)的需要和多個(gè)Agent聯(lián)邦對(duì)同一資源占用的需要，產(chǎn)生資源的沖突。例如實(shí)例庫中的實(shí)例不能滿足新問題推理的需要，在同一時(shí)間對(duì)同一實(shí)例修改的需求，產(chǎn)生沖突。
成本沖突設(shè)計(jì)的結(jié)果不滿足成本約束模型。
沖突的解決是基于知識(shí)的，在實(shí)踐中解決沖突的知識(shí)表現(xiàn)為規(guī)則的形式。產(chǎn)生式規(guī)則是解決沖突的常用方法，它表示為IF(沖突)THEN(沖突解決方法)。例如IF(仿真時(shí)出現(xiàn)干涉)AND (干涉模塊的結(jié)構(gòu)不能改變)THEN(修改干涉模塊的尺寸)。
(2)設(shè)計(jì)流程基本結(jié)構(gòu)的Petri網(wǎng)建模
在設(shè)計(jì)活動(dòng)中，活動(dòng)的變遷有五中基本的方式單個(gè)活動(dòng)、或分離、或匯集、并分離和并匯集。這五種轉(zhuǎn)化方式是設(shè)計(jì)活動(dòng)相聯(lián)系的五個(gè)基本要素，用Petri網(wǎng)表示圖3的形式
用以上設(shè)計(jì)活動(dòng)聯(lián)系的五個(gè)基本要素可表示設(shè)計(jì)流程之間的四種結(jié)構(gòu)關(guān)系順序、分支、并行、循環(huán)。四種結(jié)構(gòu)關(guān)系的Petri網(wǎng)建模見圖4。
(3) Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)沖突建模
結(jié)合圖2的流程，快速設(shè)計(jì)中沖突分布在三個(gè)階段。第一個(gè)階段是分配任務(wù)時(shí)，由于多個(gè)設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)同一任務(wù)感興趣產(chǎn)生的任務(wù)沖突，可采用招標(biāo)分配任務(wù)來解決沖突；第二個(gè)階段，設(shè)計(jì)時(shí)的產(chǎn)生的設(shè)計(jì)沖突和資源的沖突，通過調(diào)用協(xié)調(diào)方案來解決沖突； 第三個(gè)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)完，評(píng)價(jià)、仿真結(jié)果和設(shè)計(jì)要求或成本模型發(fā)生沖突，通過推理得到?jīng)_突的模塊，修改該模塊達(dá)到要求，解決沖突。下面就設(shè)計(jì)全過程三個(gè)階段的沖突分別建模和分析。
1)任務(wù)沖突建模與分析
圖5為任務(wù)分配時(shí)產(chǎn)生的沖突模型，假設(shè)同時(shí)有三個(gè)Agent聯(lián)邦對(duì)同一個(gè)任務(wù)感興趣。Pl代表控制Agent聯(lián)邦準(zhǔn)備分配模塊設(shè)計(jì)任務(wù)；Pl中token代表一個(gè)模塊設(shè)計(jì)任務(wù)；P2 P4不同模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦接收任務(wù)；tl t3任務(wù)分配；t5 t7設(shè)計(jì)；P5模塊設(shè)計(jì)任務(wù)完成。由圖5，任務(wù)的分配為分支結(jié)構(gòu)，P2、P3、P4中Agent聯(lián)邦對(duì)任務(wù)都感興趣，Pl的控制Agent聯(lián)邦面臨選擇，產(chǎn)生任務(wù)沖突。
采用圖6的招標(biāo)方式分配任務(wù)來解決任務(wù)的沖突。Pl代表控制Agent聯(lián)邦準(zhǔn)備發(fā)放招標(biāo)書；Pl中token代表招標(biāo)書，為可再生資源；P2 P4不同模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦接收招標(biāo)書；P5 P7不同模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦的投標(biāo)書；P8評(píng)價(jià)解決結(jié)果；P9中標(biāo)的Agent聯(lián)邦；tl招標(biāo)、發(fā)送招標(biāo)書；t2 t4投標(biāo)、提交投標(biāo)書；t5評(píng)價(jià)投標(biāo)書；t6確定中標(biāo)的Agent 聯(lián)邦；t7重新擬定招標(biāo)書。t7的作用是當(dāng)流標(biāo)時(shí)，修改招標(biāo)書，重新進(jìn)行投標(biāo)直到產(chǎn)生中標(biāo)者ο
t5評(píng)價(jià)投標(biāo)書的評(píng)價(jià)函數(shù)為投標(biāo)的設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦完成任務(wù)的效用，設(shè)完成任務(wù) 、的效用為υ(、)，則Uai)表示為
U(t) = α Ti+β Mi+γ Ci+λ Bi+ν Oi
其中，Ti表示完成任務(wù)、的時(shí)間，Mi表示完成任務(wù)、質(zhì)量、Ci表示完成任務(wù)、的代價(jià)，即占用資源、Bi表示忙閑的狀態(tài)、Oi表示、與正在處理的任務(wù)序列中任務(wù)、的沖突情況。α、β、γ、λ、ν為HCpBpOi的權(quán)系數(shù)。Iiiax(UpUfUj)彡U。變遷t6激發(fā)， Hiax(UpU^Uj) <UQ變遷t 7激發(fā)。U。為標(biāo)底，j為有效標(biāo)書的數(shù)量。
2)模塊設(shè)計(jì)沖突和資源沖突建模與分析
Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)時(shí)是協(xié)同交互的，由于思維方式、描述問題角度等不同，設(shè)計(jì)過程中也產(chǎn)生沖突。模塊設(shè)計(jì)過程中的沖突與協(xié)調(diào)模型見圖7，假設(shè)有三個(gè)Agent聯(lián)邦產(chǎn)生沖突。Pl P3不同模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦準(zhǔn)備設(shè)計(jì)；Pl P3中token代表三個(gè)不同模塊設(shè)計(jì)任務(wù)；P4 P6設(shè)計(jì)的結(jié)果；P7不同評(píng)價(jià)集合；P8無需修改的模塊；P9需修改的模塊；tl t3模塊設(shè)計(jì)；t4 t6評(píng)價(jià)；t7推理需修改的模塊。圖7中模塊1和3需要修改，循環(huán)過程直到解決全部設(shè)計(jì)沖突。
在設(shè)計(jì)過程中資源的沖突也是難以避免的，圖8中的模型是兩個(gè)設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦同時(shí)申請(qǐng)對(duì)資源P7中資源的占用，產(chǎn)生沖突。Pl P2設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦申請(qǐng)結(jié)束狀態(tài)；Pl P2中token代表設(shè)計(jì)Agent聯(lián)提供的信息；P3 P4評(píng)價(jià)的結(jié)果；P5 P6資源分配完?duì)顟B(tài)；P7資源的狀態(tài)；P7中token代表一種資源；tl t2評(píng)價(jià)申請(qǐng)信息；t3 t4分配資源。 Rl R2設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦需要資源量；Sl S2評(píng)價(jià)的分?jǐn)?shù)；PRl PR2能夠提供的資源量。
tl t2評(píng)價(jià)申請(qǐng)信息的評(píng)價(jià)函數(shù)為
Si = α Ti+ β Ii+ γ Ri+ λ Fi+ ν Oi
其中，Si表示綜合評(píng)價(jià)的分?jǐn)?shù)、Ti表示任務(wù)的緊迫性、Ii表示任務(wù)的重要性、Ri表示完成任務(wù)需要的資源量、Fi任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、Oi表示占用資源時(shí)任務(wù)序列沖突情況。α、β、 Y、λ、ν為Τ” I” Ri, F” Oi的權(quán)系數(shù)。當(dāng)PRl彡Rl和Sl彡S2時(shí)t3激發(fā)；當(dāng)PR2彡R2 和S2彡Sl時(shí)t4激發(fā)。如果PR2 < R2和PRl < Rl時(shí)產(chǎn)生資源不能滿足任何一方要求，控制Agent聯(lián)邦要求增加資源量。
3)設(shè)計(jì)沖突和成本沖突建模與分析
由圖2的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)過程可見，第三個(gè)階段在產(chǎn)品裝配完后進(jìn)行評(píng)價(jià)和仿真，檢驗(yàn)產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)的要求和成本模型。當(dāng)設(shè)計(jì)的結(jié)果和設(shè)計(jì)要求或成本模型相偏離時(shí)，產(chǎn)生設(shè)計(jì)沖突和成本沖突。我們把這兩種沖突統(tǒng)稱為設(shè)計(jì)結(jié)果與設(shè)計(jì)約束的沖突，其統(tǒng)一模型見圖9。
模型中假設(shè)產(chǎn)品有三個(gè)模塊設(shè)計(jì)任務(wù)。圖9中的Pl代表準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的產(chǎn)品；Pl中token代表模塊設(shè)計(jì)的任務(wù)；P2 P4代表模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦接受任務(wù)狀態(tài)；P5 P7設(shè)計(jì)的結(jié)果；P8評(píng)價(jià)仿真的結(jié)果；P9無需修改的模塊；PlO需要修改的模塊；tl分配任務(wù)；t2 t4設(shè)計(jì)各模塊；t5評(píng)價(jià)仿真；t6推理需修改的模塊。圖9中模塊1和3需要修改，用循環(huán)結(jié)構(gòu)直到仿真評(píng)價(jià)結(jié)果符合要求。
4)設(shè)計(jì)沖突的推理過程
圖7中變遷t7和圖9中的變遷t6，都為推理。這種推理的機(jī)制是建立在以往知識(shí)和當(dāng)前出現(xiàn)的現(xiàn)象或評(píng)價(jià)結(jié)果基礎(chǔ)上的。在本系統(tǒng)中解決設(shè)計(jì)沖突的推理機(jī)制原理和模型都相同，下面就針對(duì)圖9中的變遷t6的推理進(jìn)行模糊Petri網(wǎng)建模。Pl P5為子模塊； P6 P8為模塊；P9為裝配體(假設(shè)裝配體由3個(gè)模塊組成，模塊1由3個(gè)子模塊組成、模塊由2個(gè)子模塊組成)。dl d5為子模塊結(jié)構(gòu)尺寸不合理；d6 d8為模塊功能不滿足； d9裝配體功能不滿足要求。Pl P6的命題域置信度分別為0. 91,0. 9,0. 95,0. 92,0. 92、 0. 97。模糊規(guī)則的置信度分別為0. 96,0. 94,0. 91,0. 93,0. 96,0. 94,0. 95,0. 98。所有庫所閾值取0.8。建立的模糊Pet ri網(wǎng)推理模型見圖10。
分析圖10中的立即可達(dá)與可達(dá)集合，引發(fā)P9的路徑有P6- > P9、P7_ > P9、 P8- > P9 ；引發(fā) P7 的路徑有P1- > P7、P2- > P7、P 3- > P7 ；引發(fā) P8 的路徑有P4_ > P8、P5- > P8。Petri網(wǎng)推理過程如下事先計(jì)算的Pl的可信度0. 91大于閾值0. 8，對(duì)應(yīng)的命題被激發(fā)；計(jì)算P7的可信度0. 91 X 0. 96 = 0. 8736大于閾值0. 8，對(duì)應(yīng)的命題被激發(fā)；計(jì)算P9的可信度0. 8736X0. 95 = 0. 83大于閾值0. 8，認(rèn)為由于模塊1中的子模塊1的結(jié)構(gòu)尺寸不合理而產(chǎn)生裝配體不符合要求。同樣，進(jìn)行其余模塊的推理。由各個(gè)設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦根據(jù)推理結(jié)果，檢查各子模塊，直到檢索出需要修改的模塊，進(jìn)行修改。
(4) Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程Petri網(wǎng)建模
以上對(duì)Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)各個(gè)階段沖突的建模和分析，結(jié)合圖2的簡(jiǎn)要流程詳細(xì)分析Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程，建立完整的流程模型，見圖11。
圖11中各庫所和變遷的含義如下P1表示等待分解的任務(wù)；P2 P4模塊設(shè)計(jì)任務(wù)；P5可用資源；P6 P7模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦準(zhǔn)備設(shè)計(jì)狀態(tài)；P9 Pll模塊設(shè)計(jì)中間結(jié)果；P12 P14模塊設(shè)計(jì)成功的結(jié)果；P15產(chǎn)品裝配結(jié)果；P15滿足要求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終結(jié)果；P16最終結(jié)果輸出的文件或圖紙；tl任務(wù)的分解；t2 t4設(shè)計(jì)任務(wù)招標(biāo)(詳細(xì)模型見圖6) ；t5資源的分配與協(xié)調(diào)(詳細(xì)模型見圖8) ；t6 偽設(shè)計(jì)各模塊；t9 til模塊設(shè)計(jì)中沖突解決與協(xié)調(diào)(詳細(xì)模型見圖8) ；tl2模塊的裝配；tl3產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果與約束的沖突協(xié)調(diào)。
本發(fā)明的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法應(yīng)用Petri網(wǎng)設(shè)計(jì)各階段的沖突進(jìn)行建模、分析，進(jìn)而建立Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程的詳細(xì)模型。該模型充分描述了任務(wù)分配、設(shè)計(jì)耦合和資源協(xié)調(diào)等多因素綜合的動(dòng)態(tài)行為，為Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)提供了一個(gè)從任務(wù)分配到生成圖紙的設(shè)計(jì)框架。
以上實(shí)施例僅為本發(fā)明其中的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法，其特征在于其包括設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦、控制Agent聯(lián)邦和領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦，其中領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦包括模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦和產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦，其工作流程為1)控制Agent聯(lián)邦通過用戶交互接收用戶輸入的新課題及其設(shè)計(jì)要求；2)領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦對(duì)新課題以模塊為單位進(jìn)行任務(wù)的分解，召集各模塊設(shè)計(jì) Agent聯(lián)邦對(duì)模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行投標(biāo)；3)分配模塊設(shè)計(jì)任務(wù)到中標(biāo)的模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦；4)各中標(biāo)的模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦完成模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)后，把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)分配給產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦；5)產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)后，由產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦中的仿真 Agent與評(píng)價(jià)Agent對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真與評(píng)價(jià)，當(dāng)產(chǎn)品不能滿足新課題的功能、力學(xué)、運(yùn)動(dòng)或成本約束要求時(shí)，產(chǎn)生沖突；6)控制Agent聯(lián)邦提出解決沖突的解決方案，模塊設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦根據(jù)解決方案修改模塊設(shè)計(jì)；7)重復(fù)步驟4 6，直至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案滿足設(shè)計(jì)要求；8)最后由控制Agent聯(lián)邦輸出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案形成文件或生成圖紙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法，其特征在于其將步驟幻中的沖突分成四類任務(wù)沖突包括步驟2)中在分解和分配模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，當(dāng)多個(gè)設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)同一任務(wù)感興趣時(shí)產(chǎn)生的沖突；設(shè)計(jì)沖突包括設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與產(chǎn)品尺寸和結(jié)構(gòu)約束產(chǎn)生沖突，以及設(shè)計(jì)結(jié)果偏離了初始要求或偏移最優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生的沖突；資源沖突包括新課題提供的資源不能滿足設(shè)計(jì)的需要和多個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)同一資源產(chǎn)生占用的需要時(shí)所產(chǎn)生的沖突；成本沖突包括Agent聯(lián)邦設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不滿足新課題的成本約束所產(chǎn)生的沖突。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法，其特征在于其由所述控制Agent聯(lián)邦通過所述設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)任務(wù)進(jìn)行投標(biāo)的方式解決所述任務(wù)沖突， 其評(píng)價(jià)參與投標(biāo)的所述設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦完成任務(wù)的效用Uai)的公式為UUi) = a Ti+β Mi+γ Ci+λ Bi+ν Oi,式中，Ti表示完成任務(wù)、的時(shí)間、Mi表示完成任務(wù) 、質(zhì)量、Ci表示完成任務(wù)、的代價(jià)，即占用資源、Bi表示忙閑的狀態(tài)、Oi表示、與正在處理的任務(wù)序列中任務(wù)、的沖突情況；α、β、Y、λ、ν為Tp Mp Q、B” Oi的權(quán)系數(shù)；Utl為標(biāo)底，j為有效標(biāo)書的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法，其特征在于其由所述控制Agent聯(lián)邦通過評(píng)價(jià)所述設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦對(duì)資源的申請(qǐng)來解決所述資源沖突，其中評(píng)價(jià)函數(shù)為Si = al^+iili+YRi+XFi+vOi，式中，Si表示綜合評(píng)價(jià)的分?jǐn)?shù)、Ti表示任務(wù)的緊迫性、 Ii表示任務(wù)的重要性、Ri表示完成任務(wù)需要的資源量、&任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、Oi表示占用資源時(shí)任務(wù)序列沖突情況；α、β、γ、λ、ν為Tp Ip氏、Fi, Oi的權(quán)系數(shù)；如果PR2 < R2和PRl < Rl時(shí)產(chǎn)生資源不能滿足任何一方要求，所述控制Agent聯(lián)邦要求增加資源量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法，其特征在于其還包括存儲(chǔ)各種中間數(shù)據(jù)和各Agent聯(lián)邦的活動(dòng)狀態(tài)的黑板系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)流程建模方法，其包括三類Agent聯(lián)邦和黑板系統(tǒng)，三類Agent聯(lián)邦分別為設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦、控制Agent聯(lián)邦和領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦；設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦是整個(gè)系統(tǒng)的核心負(fù)責(zé)從概念設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)結(jié)束的全過程，包括各模塊的設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦、產(chǎn)品設(shè)計(jì)Agent聯(lián)邦等；控制Agent聯(lián)邦負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各Agent聯(lián)邦的活動(dòng)，以及和用戶的交互；領(lǐng)域服務(wù)Agent聯(lián)邦提供各聯(lián)邦所需的知識(shí)、數(shù)據(jù)和規(guī)則等資源。本發(fā)明利用Petri網(wǎng)對(duì)快速設(shè)計(jì)各階段的任務(wù)沖突、設(shè)計(jì)沖突、資源沖突和成本沖突進(jìn)行建模和分析；分析沖突協(xié)調(diào)的模型，用模糊Petri網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)過程中的推理；在以上建模和分析的基礎(chǔ)上，建立Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)整個(gè)流程的詳細(xì)模型，為Agent聯(lián)邦快速設(shè)計(jì)提供了一個(gè)從任務(wù)分配到生成圖紙的設(shè)計(jì)框架。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102495921SQ20111037170
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者丁月, 白穎, 紀(jì)愛敏, 苑明海 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)