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智能科技論文集成的復雜物流系統仿真體系結構

所屬欄目:智能科學技術論文 發布日期:2013-10-23 10:13 熱度:

  摘要:針對復雜物流系統的復雜性,提出了一種分布式多代理仿真體系結構,闡述了該體系結構在復雜物流系統仿真中的應用過程,將復雜物流系統分布式多代理仿真體系結構和集中式仿真體系結構相結合,提出了集成的復雜物流系統仿真體系結構.

  關鍵詞:復雜物流系統,體系結構,分布式仿真,多代理仿真,集中式仿真

  復雜物流系統的復雜性包括結構復雜性、不確定性、信息的失真與放大、組織機構的動態性等….對于各種復雜的物流系統,無論是線性的還是非線性的,無論是靜態的還是動態的,都可以用系統仿真方法來研究.合理地確定仿真體系結構是系統仿真的前提.

  本文首先提出了基于HLA的分布式多代理仿真體系結構,并將該體系結構應用于復雜物流系統仿真;將該體系結構與復雜物流系統集中式仿真體系結構相結合,提出了一種集成的復雜物流系統仿真體系結構,以滿足各種層次的復雜物流系統仿真需求.

  1分布式多代理仿真體系結構

  首先要探討基于HL的分布式多代理仿真體系結構.在設計基于HL的仿真體系結構時,涉及聯邦成員的劃分,它通常采用美國國防部建模與仿真辦公室(DMSO)提出的開發分布交互仿真系統的軟件工程方法,即聯邦開發和執行過程模型FEDEP.其中,在開發聯邦概念模型時候,一個很重要的任務是設計系統包含的對象類和交互類結構表.而在設計基于多代理的仿真體系結構時,又涉及代理的劃分.因此,我們認為,基于HL的分布式多代理仿真體系結構包括HLA/RTI通信支撐平臺、聯邦成員、代理、對象類、交互類、事件六個層次,如圖1所示.

  圖1中,Y/個聯邦成員中有一個總控臺聯邦成員,負責創建聯邦,所有聯邦成員通過HLA/RTI通信支撐平臺實現互聯,每個聯邦成員又由若干個代理類、對象類和交互類組成,當有相關的事件發生時,代理類生成相關對象類和交互類實例或更新已經存在的對象類和交互類實例屬性,并在HLA/RTI通信支撐平臺的支持下,通過對象類和交互類的訂購和發布實現對象類實例和交互類實例的發布和接收,從而完成與其他聯邦成員中代理類的聯系.

  基于HLA的分布式多代理仿真系統包括接口代理InterfaeeAgent、通信支撐代理RTIAgent事件管理代理EventAgent及其他一些根據功能劃分的代理,代理們通過事件的執行共同完成仿真運行過程.接口代理執行用戶的請求包括仿真開始、仿真暫停、仿真結束等,或將用戶的請求傳遞給其他代理,并通知用戶監控仿真結果.通信支撐代理提供RTI服務,如創建聯邦、加入聯邦、時間推進、交互發送和接收、對象屬性更新等.事件管理代理負責事件列表的管理,它提取當前時間段的仿真事件并通知相關的代理執行這些事件在所有當前時間段的仿真事件執行完畢后,請求仿真時鐘推進.

  2復雜物流系統分布式多代理仿真體系結構

  當把基于HLA的分布式多代理仿真體系結構應用于復雜物流系統分布式多代理仿真時,其關鍵任務是正確地劃分出系統所包含的聯邦成員,以及各個聯邦成員中所具有的代理類、對象類、交互類和事件類,并且正確地描述它們的相互關系.

  我們認為,組成復雜物流系統的各個實體可以直接映射為聯邦成員;各個聯邦成員內部代理的劃分則可以在構造各個聯邦成員Petri網模型的基礎上進行,其基本的劃分方法是將主要的變遷映射為代理類④或交互類,位置映射為對象類,而令牌token則映射為代理類屬性、對象類屬性或交互類屬性.當然,具體如何劃分代理類、對象類和交互類并不是一成不變的,應視具體情況而定.

  對于典型復雜物流系統,其聯邦成員包括供應商、制造商、批發商和零售商四類實體,再加上核心企業,共有五類聯邦成員,其中核心企業具有總控聯邦成員的功能,負責創建仿真聯邦,當然也可以單獨設置總控聯邦成員來創建聯邦并記錄系統運行情況,這樣的劃分方法將有六類聯邦成員,這里將核心企業和總控臺合二為一.下面是典型復雜物流系統中的批發商聯邦成員中代理類、對象類、交互類和事件類的劃分情況.

  代理類:接口代理IntefaeeAgent;事件管理代理Eventagent;通信支撐代理RTIAgent;決策

  代理DecisionAgent;發貨代理DeliveryAgent;訂貨代理OrderAgent.

  對象類:批發商基本信息WholesalerObject.

  交互類:訂貨Orderlnteraetion;發貨Delivery—Interaction.

  事件類:訂貨OrderEvent;發貨Deliv—eryEvent;到貨Comp[ementEvent.

  圖2是利用有色Petri網描述的關于批發商聯邦成員中代理類、交互類、對象類及事件類之間的關聯關系,限于篇幅,其他聯邦成員不再介紹其作法基本相同,但內容稍有不同.圖2定義了個顏色集、5個變量(e,i,b,n,S),E表示實體標識;I表示實體現有庫存;BO表示延期交貨的訂單;OO表示未達訂單;S表示訂貨點量(最大庫存水平);W是復合顏色集.RTIAgent接收來自零售商聯邦成員的訂貨交互,更新WolesalerObjec對象的延期交貨訂單數量,并據此生成發貨事件發貨事件執行時,向零售商聯邦成員發送發貨交互,并更新批發商的現有庫存;guard[i+n一b

  3集成的復雜物流系統仿真體系結構

  復雜物流系統集中式仿真和分布式多代理仿真構成了復雜物流系統仿真的兩大內容,但是它們并不孤立地存在著,它們相互聯系、相互配合共同完成復雜物流系統仿真任務.因此,在探討復雜物流系統仿真體系結構的時候,就是要分析分布式多代理仿真體系結構和集中式仿真的關系將兩者有效結合,構筑一個集成的復雜物流系統仿真體系結構.

  在討論集中式仿真與分布式多代理仿真關系的時候,需要解決的是這兩種仿真過程的有效的實時動態連接問題.復雜物流系統集中式仿真系統可以通過仿真數據庫和復雜物流系統分布式多代理仿真系統進行互聯,圖3就是集成后的復雜物流系統仿真體系結構.復雜物流系統分布式多代理仿真系統可以由核心企業聯邦成員通過HLA/RTI獲取各實體信息及相關參數設置并存入仿真數據庫供集中式仿真使用;復雜物流系統集中式仿真系統根據核心企業的請求,經過仿真后將一些關鍵參數的仿真結果如各實體的訂貨點量存入仿真數據庫,核心企業聯邦成員通過HLA/RTI將這些關鍵參數發送給相應的聯邦成員,然后經過分布式多代理仿真進行檢驗.核心企業聯邦成員可以專門設置一個代理如決策代理發送集中式仿真請求,這樣,集中式仿真就可以根據需要實時地穿插在分布式多代理仿真中進行,在集中式仿真的時候分布式多代理仿真處于暫停狀態,集中式仿真完成并反饋相關參數后,分布式多代理仿真繼續進行.

文章標題:智能科技論文集成的復雜物流系統仿真體系結構

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