一种轧机多智能体模型系统的信息交换方法
【专利摘要】本发明提供一种轧机多智能体模型系统的信息交换方法，包括：轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过数据库进行信息交换的方法；轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过实时信息交换服务器进行信息交换的方法；轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过实时信息交换服务器进行通讯触发，再通过数据库进行信息交换的方法。本发明是利用数据库和实时通讯的实时信息交换服务器对多智能体之间的信息进行交换，根据不同的信息类型采用数据库方式、实时信息交换服务器方式以及数据库和实时信息交换服务器结合使用的信息交换路径，实现轧机多智能体模型系统的信息交换。
【专利说明】一种轧机多智能体模型系统的信息交换方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金自动化【技术领域】，具体涉及一种轧机多智能体模型系统的信息交 换方法。
【背景技术】
[0002] 轧机的轧制模型是实现轧机精确控制的基础。为了适应当前轧制生产工艺和设备 条件不断发展，产品不断更新的现状，各种智能优化方法开始应用于轧机模型的精度提高。 但目前人工智能应用于轧制工艺模型的研究工作仍然是针对某一特定对象，而轧制过程的 工艺模型是一个有机联系的整体，虽然通过个体的改善可以提高整体水平，但如果能够将 整体统筹考虑，就能取得更好的效果。
[0003] 多智能体是人工智能的前沿研究方向之一，是分布式人工智能研究的一个重要分 支。智能体是一类在特定环境下能感知环境，并能自治地运行以代表其设计者或使用者实 现一系列目标的计算实体或程序，多智能体是由多个智能体组成的集合。目前多智能体已 经应用于智能机器人、交通控制、通讯管理、产品设计、商业管理、软件开发等各个方面，在 轧制相关领域的应用研究也开始兴起，集中于生产线的调度管理、生产计划安排、乳制节奏 优化控制方面，以及带钢连轧控制系统构建和智能控制方面，但应用于轧制工艺模型方面 的研究还未见报道。基于多智能体技术，建立智能化的轧制工艺模型系统，对轧制领域的技 术发展和进步具有重要意义。
[0004] 多智能体的技术优势在于智能体之间的协作，各智能体之间的信息交换是轧机多 智能体模型系统的核心。轧机多智能体模型系统中不同信息内容对信息交换方式有不同要 求，目前应用的多智能体信息交换方法不适用于轧机多智能体模型系统，因此需要专门针 对轧机多智能体模型系统提供一种信息交换方法。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种轧机多智能体模型系统的信息交换方 法。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] -种轧机多智能体模型系统的信息交换方法，所述轧机多智能体模型系统用于对 轧机过程控制的生产计划和管理、过程跟踪、模型设定和设备数据管理，包括轧机设定智能 体、跟踪智能体、设备数据管理智能体、生产计划接收智能体、生产计划管理智能体、用于信 息存储和交换的实时信息交换服务器和数据库；在多智能体之间进行信息交换时，提供交 换信息的智能体称为信息提供智能体，接收交换信息的智能体称为信息需求智能体；
[0008] 该方法包括：
[0009] (1)轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过数据库进行 信息交换的方法；
[0010] ⑵轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过实时信息交 换服务器进行信息交换的方法；
[0011] (3)轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过实时信息交 换服务器进行通讯触发，再通过数据库进行信息交换的方法。
[0012] 所述的方法（1)是在多智能体通过数据库进行数据交换时，建立信息数据表和通 讯数据表，设置通讯触发标志位字段，信息提供智能体将提供的信息写入信息数据表后，在 通讯数据表中进行通讯触发标志位字段的置位，信息需求智能体周期性检索通讯数据表， 当通讯触发标志位字段由无信号变为有信号后，信息需求智能体读取信息数据表中的信 息，并在读取成功后，将通讯触发标志位字段重新置为无信号状态。
[0013] 所述的方法（1)按如下步骤进行：
[0014] (1. 1)定义多智能体通过数据库进行通讯的信息内容，并建立信息数据表；
[0015] (1. 2)定义多智能体通过数据库通讯的通讯触发标志位信息，并建立通讯数据 表；
[0016] (1. 3)轧机多智能体模型系统运行过程中，信息提供智能体将用于通讯的信息写 入信息数据表；
[0017] (1. 4)信息提供智能体对通讯数据表中的通讯触发标志位进行置位；
[0018] (1. 5)信息需求智能体检索通讯数据表中的通讯触发标志位；
[0019] (1. 6)信息需求智能体在确定通讯触发标志位字段有信号后，读取信息数据表内 容；
[0020] (1. 7)信息需求智能体在数据读取成功后，将通讯数据表中通讯触发标志位置为 无信号；
[0021] (1. 8)重复（1. 3)?（1. 7)至轧机多智能体模型系统停止运行。
[0022] 所述的方法（2)是对多智能体之间的信息交换内容进行定义，并通过唯一的ID号 进行标识，信息需求智能体向实时信息交换服务器提交信息需求清单，信息提供智能体将 信息发送给实时信息交换服务器，由实时信息交换服务器根据信息需求清单将实时信息发 送给信息需求智能体。
[0023] 所述的方法（2)按如下步骤进行：
[0024] (2. 1)定义多智能体信息交换内容，通过唯一 ID号对信息交换内容进行标识；
[0025] (2. 2)轧机多智能体模型系统运行过程中，信息需求智能体提交需求信息清单到 实时信息交换服务器；
[0026] (2. 3)实时信息交换服务器记录并管理所有信息需求智能体提交的信息清单；
[0027] (2. 4)信息提供智能体提交实时信息给实时信息交换服务器；
[0028] (2. 5)实时信息交换服务器根据需求信息清单，发送信息给信息需求智能体；
[0029] (2. 6)重复（2. 4)?（2. 5)至轧机多智能体模型系统停止运行，清除需求信息清 单；
[0030] (2.7)实时信息交换服务器停止工作。
[0031] 所述的方法（3)是对多智能体之间进行信息交换的触发信息进行定义，并通过唯 一 ID号标识，信息需求智能体向实时信息交换服务器提交触发信息的需求列表，信息提供 智能体将交换信息写入数据库，并提交触发信息给实时信息交换服务器，实时信息交换服 务器根据触发信息的需求列表将触发信息传递给信息需求智能体，信息需求智能体根据接 收到的触发信号到数据库中读取信息。
[0032] 所述的方法（3)按如下步骤进行：
[0033] (3. 1)定义多智能体触发信息，通过唯一 ID号进行标识；
[0034] (3. 2)定义多智能体通过数据库进行通讯的信息内容，并建立信息数据表；
[0035] (3. 3)信息需求智能体提交触发信息的需求清单到实时信息交换服务器；
[0036] (3. 4)实时信息交换服务器记录并管理所有信息需求智能体提交的触发信息需求 清单；
[0037] (3. 5)信息提供智能体将信息写入数据库中的信息数据表中；
[0038] (3. 6)信息提供智能体提交触发信息给实时信息交换服务器；
[0039] (3. 7)实时信息交换服务器根据触发信息需求清单，将触发信息发送给信息需求 智能体；
[0040] (3. 8)信息需求智能体接收到触发信息后，到数据库中读取信息；
[0041] (3. 9)多智能体运行，重复（3. 5)?（3. 8)至轧机多智能体模型系统停止运行，清 除触发信息需求清单；
[0042] (3. 10)实时信息交换服务器停止工作。
[0043] 有益效果：
[0044] 本发明是针对轧机多智能体模型系统提供的一种信息交换方法，利用数据库和实 时通讯的实时信息交换服务器对多智能体之间的信息进行交换，根据不同的信息类型采用 数据库方式、实时信息交换服务器方式以及数据库和实时信息交换服务器结合使用的信息 交换路径，实现轧机多智能体模型系统的信息交换。
【专利附图】
【附图说明】
[0045] 图1是本发明【具体实施方式】的轧机多智能体模型系统结构框图；
[0046] 图2是本发明【具体实施方式】的通过数据库进行信息交换的示意图；
[0047] 图3是本发明【具体实施方式】的通过实时信息交换服务器进行信息交换的示意图；
[0048] 图4是本发明【具体实施方式】的通过实时信息交换服务器进行通讯触发再通过数 据库进行信息交换的示意图；
[0049] 图5是本发明【具体实施方式】的中厚板轧机多智能体模型系统结构示意图；
[0050] 图6是本发明【具体实施方式】的方法（1)流程图；
[0051] 图7是本发明【具体实施方式】的方法（2)流程图；
[0052] 图8是本发明【具体实施方式】的方法（3)流程图。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合附图对本发明【具体实施方式】做详细说明。
[0054] 轧机多智能体模型系统用于对轧机过程控制的生产计划和管理、过程跟踪、模型 设定和数据管理，如图1所示，包括轧机设定智能体、跟踪智能体、设备数据管理智能体、生 产计划接收智能体、生产计划管理智能体、用于信息存储和交换的实时信息交换服务器和 数据库；在多智能体之间进行信息交换时，提供交换信息的智能体模型称为信息提供智能 体，接收交换信息的智能体模型称为信息需求智能体。
[0055] 本实施方式以中厚板轧机多智能体模型系统的信息交换为例，应用于如图1所示 的轧机多智能体模型系统，对三种信息交换方法分别做详细说明。
[0056] 图5为中厚板轧机多智能体模型系统，除了数据库和实时信息交换服务器以外， 还包括为了实现轧机模型设定计算以及辅助任务的多个智能体，包括轧机设定智能体、跟 踪智能体、设备数据管理智能体、生产计划接收智能体、生产计划管理智能体，还包括实际 数据处理智能体、工艺数据管理智能体、规程计算智能体、模型自学习智能体和接口数据管 理智能体；这些智能体之间需要进行信息交换。下面分别针对三种信息交换路径（方法）， 选择一个实例进行说明。
[0057] (1)轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过数据库进行 信息交换的方法，如图2所示；
[0058] 方法（1)是在多智能体通过数据库进行数据交换时，建立信息数据表和通讯数据 表，设置通讯触发标志位字段，信息提供智能体将提供的信息写入信息数据表后，在通讯数 据表中进行通讯触发标志位字段的置位，信息需求智能体周期性检索通讯数据表，当通讯 触发标志位字段由无信号变为有信号后，信息需求智能体读取信息数据表中的信息，并在 读取成功后，将通讯触发标志位字段重新置为无信号状态。
[0059] 如图6所示，方法⑴按如下步骤进行：
[0060] (1.1)定义多智能体通过数据库进行通讯的信息内容，并建立信息数据表；
[0061] (1. 2)定义多智能体通过数据库通讯的通讯触发标志位信息，并建立通讯数据 表；
[0062] (1. 3)轧机多智能体模型系统运行过程中，信息提供智能体将用于通讯的信息写 入信息数据表；
[0063] (1. 4)信息提供智能体对通讯数据表中的通讯触发标志位进行置位；
[0064] (1. 5)信息需求智能体检索通讯数据表中的通讯触发标志位；
[0065] (1. 6)信息需求智能体在确定通讯触发标志位字段有信号后，读取信息数据表内 容；
[0066] (1. 7)信息需求智能体在数据读取成功后，将通讯数据表中通讯触发标志位置为 无信号；
[0067] (1. 8)重复（1. 3)?（1. 7)至轧机多智能体模型系统停止运行。
[0068] 对于生产计划管理智能体和生产计划接收智能体之间的信息交换，由于接收的数 据量很大，且对时间的实时性要求不高，采用方法（1)，数据库采用SQL Server 2005。生产 计划管理智能体传递给生产计划接收智能体的信息内容定义见表1，并在数据库中建立表 名为H)I_DATA_TAB的信息数据表。定义通过数据库通讯的通讯触发标志位信息见表2,并 在数据库中建立表名为TRIGGER_DATA_TAB的通讯数据表。多智能体模型系统启动后，当生 产计划管理智能体需要将生产计划(Primary Data Information)数据传递给生产计划 接收智能体时，将PDI数据信息写入H)I_DATA_TAB信息数据表中，一组PDI数据见表3。并 将通讯数据表TRIGGER_DATA_TAB中的TRI_PDI_RECEIVE字段由0置为1。生产计划接收智 能体作为信息需求智能体，每隔Is检索一次通讯数据表TRIGGER_DATA_TAB中的TRI_PDI_ RECEIVE字段，当判断TRI_PDI_RECEIVE为1时，读取信息数据表H)I_DATA_TAB中的数据， 读取完成后，将通讯数据表TRIGGER_DATA_TAB中的TRI_PDI_RECEIVE字段由1再置为0,信 息交换完成。
[0069]表 1 PDI_DATA_TAB 信息数据表
【权利要求】
1. 一种轧机多智能体模型系统的信息交换方法，所述轧机多智能体模型系统用于对 轧机过程控制的生产计划和管理、过程跟踪、模型设定和设备数据管理，包括轧机设定智能 体、跟踪智能体、设备数据管理智能体、生产计划接收智能体、生产计划管理智能体、用于信 息存储和交换的实时信息交换服务器和数据库；在多智能体之间进行信息交换时，提供交 换信息的智能体称为信息提供智能体，接收交换信息的智能体称为信息需求智能体，其特 征在于：该方法包括： (1) 轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过数据库进行信息 交换的方法； (2) 轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过实时信息交换服 务器进行信息交换的方法； (3) 轧机多智能体模型系统的信息提供智能体与信息需求智能体通过实时信息交换服 务器进行通讯触发，再通过数据库进行信息交换的方法。
2. 根据权利要求1所述的轧机多智能体模型系统的信息交换方法，特征在于：所述的 方法（1)是在多智能体通过数据库进行数据交换时，建立信息数据表和通讯数据表，设置通 讯触发标志位字段，信息提供智能体将提供的信息写入信息数据表后，在通讯数据表中进 行通讯触发标志位字段的置位，信息需求智能体周期性检索通讯数据表，当通讯触发标志 位字段由无信号变为有信号后，信息需求智能体读取信息数据表中的信息，并在读取成功 后，将通讯触发标志位字段重新置为无信号状态。
3. 根据权利要求1所述的轧机多智能体模型系统的信息交换方法，特征在于：所述的 方法（1)按如下步骤进行： (1. 1)定义多智能体通过数据库进行通讯的信息内容，并建立信息数据表； (1. 2)定义多智能体通过数据库通讯的通讯触发标志位信息，并建立通讯数据表； (1. 3)轧机多智能体模型系统运行过程中，信息提供智能体将用于通讯的信息写入信 息数据表； (1. 4)信息提供智能体对通讯数据表中的通讯触发标志位进行置位； (1. 5)信息需求智能体检索通讯数据表中的通讯触发标志位； (1. 6)信息需求智能体在确定通讯触发标志位字段有信号后，读取信息数据表内容； (1. 7)信息需求智能体在数据读取成功后，将通讯数据表中通讯触发标志位置为无信 号； (1. 8)重复（1. 3)?（1. 7)至轧机多智能体模型系统停止运行。
4. 根据权利要求1所述的轧机多智能体模型系统的信息交换方法，特征在于：所述的 方法（2)是对多智能体之间的信息交换内容进行定义，并通过唯一的ID号进行标识，信息 需求智能体向实时信息交换服务器提交信息需求清单，信息提供智能体将信息发送给实时 信息交换服务器，由实时信息交换服务器根据信息需求清单将实时信息发送给信息需求智 能体。
5. 根据权利要求1所述的轧机多智能体模型系统的信息交换方法，特征在于：所述的 方法（2)按如下步骤进行： (2. 1)定义多智能体信息交换内容，通过唯一 ID号对信息交换内容进行标识； (2. 2)轧机多智能体模型系统运行过程中，信息需求智能体提交需求信息清单到实时 信息交换服务器； (2. 3)实时信息交换服务器记录并管理所有信息需求智能体提交的信息清单； (2. 4)信息提供智能体提交实时信息给实时信息交换服务器； (2. 5)实时信息交换服务器根据需求信息清单，发送信息给信息需求智能体； (2. 6)重复（2. 4)?（2. 5)至轧机多智能体模型系统停止运行，清除需求信息清单； (2. 7)实时信息交换服务器停止工作。
6. 根据权利要求1所述的轧机多智能体模型系统的信息交换方法，特征在于：所述的 方法（3)是对多智能体之间进行信息交换的触发信息进行定义，并通过唯一 ID号标识，信 息需求智能体向实时信息交换服务器提交触发信息的需求列表，信息提供智能体将交换信 息写入数据库，并提交触发信息给实时信息交换服务器，实时信息交换服务器根据触发信 息的需求列表将触发信息传递给信息需求智能体，信息需求智能体根据接收到的触发信号 到数据库中读取信息。
7. 根据权利要求1所述的轧机多智能体模型系统的信息交换方法，特征在于：所述的 方法（3)按如下步骤进行： (3. 1)定义多智能体触发信息，通过唯一 ID号进行标识； (3. 2)定义多智能体通过数据库进行通讯的信息内容，并建立信息数据表； (3. 3)信息需求智能体提交触发信息的需求清单到实时信息交换服务器； (3. 4)实时信息交换服务器记录并管理所有信息需求智能体提交的触发信息需求清 单； (3. 5)信息提供智能体将信息写入数据库中的信息数据表中； (3. 6)信息提供智能体提交触发信息给实时信息交换服务器； (3. 7)实时信息交换服务器根据触发信息需求清单，将触发信息发送给信息需求智能 体； (3. 8)信息需求智能体接收到触发信息后，到数据库中读取信息； (3. 9)多智能体运行，重复（3. 5)?（3. 8)至轧机多智能体模型系统停止运行，清除触 发信息需求清单； (3. 10)实时信息交换服务器停止工作。
【文档编号】G06Q10/06GK104392296SQ201410581508
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】矫志杰, 何纯玉, 王君, 赵忠, 丁敬国 申请人:东北大学