基于多智能体协作的工作流协同管理方法和系统与流程

本技术涉及多智能体协同管理，尤其涉及一种基于多智能体协作的工作流协同管理方法和系统。

背景技术：

1、在智能制造领域，尤其是在制造执行系统连续接收多工单并需要协调多工序、多设备并行作业的场景中，存在对高效、可靠的工作流协同管理技术的需求。

2、目前针对制造任务协同调度，一种现有技术方案是采用任务代理、资源代理和管理代理，并结合蚁群遗传算法分配制造任务，通过代理间交互确定任务执行设备和次序，从而形成制造调度结果。

3、然而上述现有方案在连续工单场景中存在局限性，当多个子任务的预计占用时段重叠时，难以依据设备实时状态识别持续冲突，也未给出在保留强制工艺约束的前提下改写设备排序依赖的具体机制；冲突消除结果亦未转换为可直接驱动制造执行系统更新工单下发队列的事件序列，导致调度计划与执行队列之间容易出现不一致。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有制造调度中工艺解析、资源分配和冲突处置相互割裂，导致设备互斥冲突难以在同一调度闭环内解除且调度结果难以直接驱动制造执行系统的问题，提供一种基于多智能体协作的工作流协同管理方法、系统、计算设备及计算机存储介质。

2、第一方面，本技术提供了一种基于多智能体协作的工作流协同管理方法，包括：

3、调用预先驻留工艺解析代理、资源分配代理和冲突处理代理，并接收制造执行系统下发的初始工单序列；

4、提取所述初始工单序列中各工单的工艺约束信息和设备互斥信息，生成任务调度请求；

5、由所述工艺解析代理根据所述工艺约束信息生成带有前置依赖关系的子任务集合，并向所述资源分配代理发送携带所述设备互斥信息的资源占用申请；

6、由所述资源分配代理基于当前设备的占用状态处理所述资源占用申请，在检测到资源冲突时生成并向所述冲突处理代理发送设备冲突记录；

7、由所述冲突处理代理生成用于解除所述设备互斥绑定的重路由调度指令，由所述工艺解析代理根据所述重路由调度指令改写所述前置依赖关系，直至所述设备冲突记录消除；

8、在所述设备冲突记录消除后，由所述资源分配代理将确认的资源占用申请转换为事件流转序列，并根据所述事件流转序列控制所述制造执行系统更新工单下发队列。

9、可选地，调用预先驻留工艺解析代理、资源分配代理和冲突处理代理，并接收制造执行系统下发的初始工单序列，包括：

10、预先在所述制造执行系统的运行环境中建立所述工艺解析代理、所述资源分配代理和所述冲突处理代理；

11、分别为所述工艺解析代理、所述资源分配代理和所述冲突处理代理配置任务调度请求、资源占用申请及设备冲突记录的接收位置，使所述工艺解析代理、所述资源分配代理和所述冲突处理代理保持等待调用状态；

12、在接收到所述初始工单序列后，激活所述工艺解析代理、所述资源分配代理和所述冲突处理代理，使所述工艺解析代理、所述资源分配代理和所述冲突处理代理按对应接收位置读取待处理信息。

13、可选地，提取所述初始工单序列中各工单的工艺约束信息和设备互斥信息，生成任务调度请求，包括：

14、按照所述初始工单序列逐一读取各工单；

15、从各工单中提取工序先后次序、工序持续时长以及前置工序完成条件，作为所述工艺约束信息；

16、从各工单中提取待占用设备的设备标识以及禁止同时占用所述待占用设备的工序对应关系，作为所述设备互斥信息；

17、按照工单标识关联所述工艺约束信息和设备互斥信息，将关联结果封装为所述任务调度请求并发送至所述工艺解析代理。

18、可选地，由所述工艺解析代理根据所述工艺约束信息生成带有前置依赖关系的子任务集合，并向所述资源分配代理发送携带所述设备互斥信息的资源占用申请，包括：

19、由所述工艺解析代理读取所述任务调度请求，并按照工序划分各工单；

20、将每一工序记录为一个子任务，并在所述子任务中写入对应的工单标识、工序持续时长和待占用设备的设备标识；

21、根据前置工序完成条件，在相邻子任务之间建立所述前置依赖关系；

22、根据所述前置依赖关系和工序持续时长确定各子任务的预计设备占用时段，将属于同一工单的子任务归入同一子任务集合；

23、将所述子任务集合、预计设备占用时段和设备互斥信息封装为所述资源占用申请，并发送至所述资源分配代理。

24、可选地，由所述资源分配代理基于当前设备的占用状态处理所述资源占用申请，在检测到资源冲突时生成并向所述冲突处理代理发送设备冲突记录，包括：

25、获取所述制造执行系统中处于在制状态的任务，记录对应的设备标识、子任务标识、设备占用时段和占用状态，形成设备占用状态记录；

26、按照设备标识对接收到的资源占用申请进行分组，并同时处理不同设备标识对应的资源占用申请；

27、将各资源占用申请中的预计设备占用时段分别与所述设备占用状态记录中的设备占用时段进行比较；

28、在对应时段发生重叠时，将后进入处理的资源占用申请置于等待状态，并在当前设备占用结束后重新处理；

29、在同一设备互斥信息仍关联多个未完成的子任务集合时确定存在所述资源冲突，生成设备冲突记录，所述设备冲突记录包含设备标识、子任务标识、前置依赖关系和设备占用时段。

30、可选地，由所述冲突处理代理生成用于解除所述设备互斥绑定的重路由调度指令，由所述工艺解析代理根据所述重路由调度指令改写所述前置依赖关系，直至所述设备冲突记录消除，包括：

31、在处理所述设备冲突记录之前，分别设置与各子任务对应的子任务记录项以及与各设备对应的设备记录项；

32、按照所述前置依赖关系连接对应的子任务记录项，并按照所述资源占用申请连接对应的子任务记录项和设备记录项，构建并存储资源分配图；

33、根据所述设备冲突记录中的子任务标识和设备标识，在所述资源分配图中确定发生设备占用冲突的子任务记录项和设备记录项；

34、沿所述前置依赖关系逐项查找共同指向所述设备记录项的依赖路径，并从其余依赖路径中确定满足所述工艺约束信息的替代依赖路径；

35、根据所述替代依赖路径生成包含待删除前置依赖关系和待建立前置依赖关系的重路由调度指令，由所述工艺解析代理改写所述前置依赖关系，并由所述资源分配代理重新处理对应的资源占用申请。

36、可选地，在所述设备冲突记录消除后，由所述资源分配代理将确认的资源占用申请转换为事件流转序列，并根据所述事件流转序列控制所述制造执行系统更新工单下发队列，包括：

37、将重新处理后未产生设备冲突记录的资源占用申请标记为确认的资源占用申请；

38、按照所述前置依赖关系和同一设备对应的设备占用时段排列所述确认的资源占用申请；

39、针对每一子任务设置子任务开始事件、设备占用事件、子任务完成事件和设备释放事件；

40、按照所述前置依赖关系连接不同子任务对应的事件，并按照设备占用时段连接同一设备对应的事件，形成所述事件流转序列；

41、将所述事件流转序列发送至工作流引擎，由所述工作流引擎依次调用对应事件，并根据被调用事件修改所述制造执行系统中的工单下发队列。

42、第二方面，本技术提供了一种基于多智能体协作的工作流协同管理系统，包括：

43、接收模块，用于调用预先驻留工艺解析代理、资源分配代理和冲突处理代理，并接收制造执行系统下发的初始工单序列；

44、提取模块，用于提取所述初始工单序列中各工单的工艺约束信息和设备互斥信息，生成任务调度请求；

45、生成模块，用于由所述工艺解析代理根据所述工艺约束信息生成带有前置依赖关系的子任务集合，并向所述资源分配代理发送携带所述设备互斥信息的资源占用申请；

46、处理模块，用于由所述资源分配代理基于当前设备的占用状态处理所述资源占用申请，在检测到资源冲突时生成并向所述冲突处理代理发送设备冲突记录；

47、改写模块，用于由所述冲突处理代理生成用于解除所述设备互斥绑定的重路由调度指令，由所述工艺解析代理根据所述重路由调度指令改写所述前置依赖关系，直至所述设备冲突记录消除；

48、转换模块，用于在所述设备冲突记录消除后，由所述资源分配代理将确认的资源占用申请转换为事件流转序列，并根据所述事件流转序列控制所述制造执行系统更新工单下发队列。

49、第三方面，本技术提供了一种计算设备，包括处理组件以及存储组件；所述存储组件存储一个或多个计算机指令；所述一个或多个计算机指令用以被所述处理组件调用执行，实现如上述第一方面所述的一种基于多智能体协作的工作流协同管理方法。

50、第四方面，本技术提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时，实现如第一方面所述的一种基于多智能体协作的工作流协同管理方法。

51、本发明将工艺解析、资源分配和冲突处理分别交由常驻代理承担，并以明确的消息接收位置传递任务调度请求、资源占用申请和设备冲突记录，使不同职责可以并行执行且处理边界清楚。

52、本发明以工艺前置关系和预计占用时段共同描述子任务，通过设备分组、区间重叠判断和持续冲突识别，能够在工单进入执行队列前发现设备互斥问题。

53、本发明将子任务、设备及其连接关系组织为资源分配图，重路由时仅改写可调整的设备排序依赖并保留强制工艺依赖，能够在解除设备互斥绑定的同时避免破坏工艺先后条件。

54、本发明把确认的资源占用申请转换为具有依赖次序和设备时间次序的事件流转序列，使调度结果能够直接驱动制造执行系统更新工单下发队列，减少调度计划与执行队列之间的不一致。

55、本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。