文章编号:1004-132X(2003)04-0357-04Holonic制造系统研究徐娅萍孙树栋贵忠华摘要:hokrnic制造系统(HMS)是IMS计划中提出的一种新一代制造系统,其特点是具冇分布式控制结构以及自治和协作的构造模块——holono介绍了HMS的基本概念，并将HMS与CIM进行了比较,论述了HMS的研究内容和最新进展,指出尚需进一步解决的问题。关键词:holonic制造系统；自治;协作;智能制造系统中图分类号:TP391.73；TH166文献标识码:A徐娅萍博士研究生IMS即智能制造系统，或许是迄今为止已启动的、在制造技术方面最大的国际合作研究计划。它最早于1993年由日本东京大学的Yoshikawa提出，冃的是研究能满足21世纪需求的制造科学。IMS研究计划为期10年，主要由工业化国家的政府资助，并由它们的企业和学术研究机构参与。1993〜1994年,美国、H本、加拿大、澳大利亚，以及欧共体和欧洲自由贸易协会对该研究计划进行了可行性研究。主要研究项目有6个:①流程工业的洁净制造;②全球并行工程;③面向21世纪的全球制造;④快速产品开发；©holonic制造系统;⑥知识的系统化。holonic制造系统(holonicmanufactuiingsystem,HMS)是其中的第5项研究项目，已在1994年初步完成了可行性研究，口前许多IMS国际合作研究组织的成员仍在进行全面研究。我国对HMS的研究和介绍不多。本文介绍HMS的基本概念，将HMS与CIM进行比较,并论述IIMS的研究现状及其存在的问题。1holonic制造系统的基本概念1967年Koesller在他的题为《机器里的灵魂》一书中提出了一个新的词“holon”。它是由希腊文ho-los(可以解释为“全”)加后缀on(可以解释为“部分”)构成的，因此holon可以解释为“同时为一整体且为一整体的一部分”。Koestle!•指出“holon”是自治的自依赖单元，口治主要表现在不需要请示上级就可以响应和处理意外事件。同时“holon”又受多个上层“holon”的控制，上层“holon”为其提供优化的全局控制建议。前一个性质保证了“hokm”是稳定的形式,使其不受干扰影响;后一个性质表明它们是中间形式，为更大的“holon”提供了特有的功能。holon口收稿日期：2(X)2-H-26基金项冃:航空高等院校自选课题基金资助项冃(01H53061)前还没有统一的屮文译名。为了把holon转换成一系列适合制造工业的概念，以达到面临干扰时的稳定性、面临变化时的自适应性和柔性，以及有效地利用可以得到的资源等目的，国际合作组织对holonic制造系统及其相关概念作了如下定义，以帮助理解和指导把holon概念引入到制造系统中「门。holon：是制造系统中用于转换、运输、存储或处理信息和物理对象的自治的、协作的模块。holon由信息处理部分和通常的物理处理部分组成；一个holon可以是另一个holon的—部分。自治(autonomy)：^个实体生成和/或控制它自己的计划和/或策略执行的能力。协作(co-opemlion)：-组实体制定相互可以接受的规划并且一起执行这些规划的过程。holon体系结构(holarchy):能够协作达到一个口的或目标的holonic系统°holarchy定义了holon协作的基本规则，同时也限制了其自治性。holonic制造系统(HMS)：集成了所有制造活动的holon体系结构，包括从合同签订、设计、生产、打入市场到实现敏捷制造企业。holon属性(holonicattributes):一个实体成为holon的属性。自治性和协作性是最基本的holon属性。一个holon可以由其它holons组成，并具有自我主张及集成趋向。自我主张是指对holon所属的动态描述，也就是对holon本身做决策时的行为描述。集成趋向则足指holon的动态表现，当不同的holon个体产生冃标冲突时，holon之间相互协调、磋商的行为描述。这两种相对独立的属性显示了holon的自治性及协作关系。例如，每个生产单元(如一台机床)都可以视为一个holon,这些生产单元与其它单元共同合作——从规划、调度到实际生产和制造产品等。holon的自治性可用于响应T•扰，holon的协作性则用来表达系统的全局最优。holon自治的程度应随着干扰或意外事件的影响大小而自动调整。如果干扰或意外事件的影响较大,holon自治的程度较高；反之,ho"应尽量遵循上层的建议，自治的程度相对较小。对holon来说,无论形成何种层次结构,holon的功能可以由固定规则及柔性策略定义。规则决定holo...