8、基于代理的生产调度与控制：新一代制造执行系统架构解析

基于代理的生产调度与控制：新一代制造执行系统架构解析

在当今工业领域，生产系统正朝着更加复杂和大规模的方向发展。为了适应市场需求的变化，生产系统需要具备更高的灵活性，能够动态调整产品、流程和资源的配置。本文将深入探讨一种结合了规划器的新一代制造执行系统（MES）架构，旨在实现生产的动态规划和调度，提高生产效率和适应性。

1. 工业生产系统与自动化金字塔

当前的工业生产系统从设计和控制角度来看变得极为复杂和庞大。生产系统的各个组件，如 6 轴机器人、传送带、工作站、铣削和 3D 打印设备等，需要以灵活的方式进行集成，以应对市场需求的变化。这些变化可能导致产品重新设计、生产系统频繁更新，因此生产和维护过程的效率对于工业利益相关者来说至关重要。

工业生产系统的运行通常由自动化系统实现，其具有分层的架构，常被称为自动化金字塔。自动化金字塔的不同层次承担着不同的功能：
- 底层 ：由车间的传感器测量过程数据（输出），并设置控制参数（输入）。
- 第二层 ：由可编程逻辑控制器（PLC）或具有等效功能的硬件进行实时控制。
- 第三层 ：SCADA 系统（监控控制和数据采集）为人类操作员和上层软件系统提供对工业工厂的访问。其最显著的部分是人机界面（HMI），用于人类操作员访问运行时数据、设置操作和设定点，并可视化趋势、当前值及其限制，当值超出限制时触发警报。
- 第四层 ：制造执行系统（MES）负责执行生产计划、分配制造资源，并向第五层报告仓库和产品流动情况。许多公司仍然依赖手动规划和执行生产，或者使用非常