基于本体与多智能体的预制构件供应链信息交互机制及决策仿真研究

Taking the characteristics and current situation of prefabricated component supply chain as research background, the project explores to the information interoperability and knowledge mining mechanism, and focuses on the coordination optimization and intelligent decision in holistic supply chain. The key research questions are as follows. By describing the characteristics of multidimensional heterogeneous data, the project establishes the flexible semantic-based information exchange and integration mechanism. Based on the research above, the project proposes an associated rules-based adaptive ontology generation mechanism, and realizes the dynamic knowledge mining and clustering. The research establishes the ontology and multi-agent-based multi-objective-oriented dynamic simulation model, makes research to the holistic supply chain coordination mechanism and provides intelligent decision. The objectives of this project is to draw new theory and/or research methods from the above research questions. The project provides the new research perspective to the supply chain information integration and intelligent decision, and enriches the extant ontology and multi-agent simulation theory and methodology. The obtained results will provide valuable contribution to practical prefabricated construction industry.

项目以预制构件供应链所体现的特征与现状问题为研究背景，以预制构件供应链的异构信息互用与知识挖掘为切入点，关注预制构件供应链的整合性协调优化与智能决策。主要研究的科学问题包括：刻画多维多源异构数据特征，建立柔性的基于语义的复杂关联信息交互与整合机制；以此为基础，建立基于关联规则的自适应本体生成机制，并形成动态知识挖掘与集聚；建立基于本体与多智能体的多目标动态仿真模型，并基于整合供应链协调机制的仿真研究以提供智能决策。项目研究会根据新的问题，提炼新的理论与方法，形成新的理论工具。本研究为供应链的信息整合与智能决策提供了新的研究视角，丰富了基于本体和多智能体的建模理论与方法，同时为装配式建筑行业发展提供有价值的贡献。

预制构件供应链具有专业性、复杂性、动态性及风险性等特性，预制构件供应链管理面临数据所呈现的多源异构、知识所呈现的隐形分散及决策所呈现的多目标与动态性等挑战，在预制构件的生产排程与产能优化，工程项目风险预警与应对策略等方面缺乏有效的方法支持。基于此，本课题组将数据分析与仿真优化相结合，建立具有自适应特征的本体与多智能体的混合决策方法框架，并在实际项目中进行了实施与验证。.（1）在多源异构数据整合与语义分析方面，本课题组主要针对预制构件供应链数据所呈现的多维、异构、孤立特征，将建筑信息模型、多异构系统数据模型、实时采集数据模型、外部环境数据模型等进行了语义一致性的分析，并实现异构系统间的交付与有效整合。课题组选取施工和运维中的多个场景，如设计变更的风险应对、地面沉降的预警分析、设施运维的应急管理等，通过BIM与多源数据的互用、本体建模与推理、语义分析与数据挖掘等方法实现有效的数据整合与管理。.（2）在预制构件供应链动态生产排程方面，本课题组主要针对预制构件供应链所具有的资源约束下的多目标、动态复杂特征，在满足参与各主体局部资源约束的前提下，进行整合性资源配置，实现时间、成本、安全等多维度下的供应链整体效益最大化。同时考虑不确定性因素对决策的影响，通过遗传算法和多智能体仿真相结合的方法建立动态决策模型，提供了符合实际项目场景的优化仿真方法体系。.（3）在预制构件供应链风险控制决策方面，本课题组主要针对预制构件供应链在不确定因素下所呈现的复杂关联关系，如构件设计与生产计划、物料采购、施工工艺等虚实关联，建筑结构设计与施工进度、物流调度、生产计划等时空关联等进行刻画与分析，并通过实证方法、智能体仿真方法与系统动力学等方法相结合为风险决策提供了可参考的风险指标及评估工具。