答辩博士：蔡祺祥
指导教师：唐敦兵 教授/博导
论文题目：基于免疫机制的多智能体制造系统自适应调控研究
答辩委员会：
主席： 徐胜元 教授/博导 南京理工大学
委员：仇晓黎 教授/博导 东南大学
郭 宇 教授/博导 南京航空航天大学
叶文华 教授/博导 南京航空航天大学
陈蔚芳 教授/博导 南京航空航天大学
秘书：朱海华 讲 师 南京航空航天大学
答辩时间：2020年6月18日10：00
地 点：南航明故宫校区15#341
学位论文简介：
智能制造系统作为一个复杂的生产大系统，存在订单任务变更、设备故障等各种内外界环境的刺激和干扰，同时制造系统自身也处在不断的变化之中。如何构建具有自适应能力的智能制造系统，快速感知系统内外扰动源，消除不确定因素影响，使系统恢复健康状态，提高系统的动态响应能力是制造系统重要研究方向之一。本文借鉴生物特征及其免疫工作机理，针对制造系统中扰动智能感知、复杂环境动态调度问题，结合多Agent系统理论，把免疫系统的免疫识别、免疫学习、免疫应答等机制应用于制造系统中，实现制造系统扰动动态感知和自组织生产，提高系统的鲁棒性和动态响应能力。
论文完成的主要工作及取得的成果如下：
（1）构建了基于免疫机制的多智能体制造系统自适应调控模型，设计了多智能体智能制造系统体系框架结构和自适应免疫调控网络，为智能制造系统调控运行过程提了一种新指导；
（2）提出了一种基于灰色关联法的多智能体制造系统健康状态免疫评估方法，能够评判制造系统健康状态及其变化趋势，并通过实例验证了该免疫评估方法的可行性；
（3）设计了一种基于人工免疫理论的制造系统扰动识别、异常检测与自适应调控方法，构建了基于多智能体制造系统多层免疫应答机制，实例表明能够维持系统高效、稳定地运行；
（4）提出了基于强化学习的人工免疫自适应调度方法，给出了免疫调度智能体训练策略，并通过实例仿真验证了自适应调度方法的可行性，为解决生产调度中扰动处理提供了一种新途径。
（5）搭建了基于免疫机制的多智能体制造系统实验验证平台，开发相应的软件程序，通过对比实验和数据分析，验证了基于免疫机制的多智能体制造系统自适应调控方法的可行性和有效性。
主要创新点：
（1）针对制造系统扰动感知难的问题，本文借鉴生物系统多层免疫应答机制，设计面向制造系统的固有免疫调控层和适应性免疫调控层，采用阴性选择算法，建立了面向制造系统车间层扰动问题的抗体训练系统，生成对应于各个扰动源的抗体，实现制造系统中扰动的快速感知与处理。
（2）针对传统生产调度方法动态响应能力差、缺乏智能性等问题，本文参考生物体免疫系统，设计免疫调度智能体，结合自学习理论，通过训练机制，形成面向制造系统的免疫调度模型，调度知识以参数形式存储，参数具有可修改性，可以进一步学习、优化。同时设计了相应的扰动处理机制，并通过算法分析和实例仿真验证了所提出的调度模型和调度算法的可行性，在扰动处理方面具有优秀的表现，能够快速做出反应并形成解决方案。
