[发明专利]AGV调度管理的建模及其优化方法

说明书

本发明公开了AGV调度管理的建模及其优化方法，属于AGV运行调度技术领域。目的是提供AGV调度管理的建模及其优化方法，不仅可以实现无碰撞运行，而且通过获取最优路径，从而提高系统整体运行效率。所述方法包括以下步骤：步骤1:AGV运行路径网络建模；步骤2:路径网络地图的存储；步骤3:多AGV系统二值法建模；步骤4:局部搜索的动态路径优化方法。适用于多AGV调度管理系统中AGV运行的调度管理与路径规划的优化。

技术领域

本发明具体涉及AGV调度管理的建模及其优化方法，属于AGV运行调度技术领域。

背景技术

自动化仓储系统、生产车间中AGV(自动导航小车)的应用日渐显示其优越性，主要是其适应性好、可靠性高、柔性好、能实现生产和搬运功能的集成化与自动化，在国内很多行业得到了广泛的应用。近年来随着人工成本的不断提升，越来越多的企业需要更多的AGV来替代高昂的人力成本，从而不仅可以节约大量的成本，更重要的是实现了部分自动化或者全部自动化，提高了生产效率。大部分的工厂车间由于同时运行多个AGV，以同时执行多个任务，因此多个AGV协同工作的管理是自动化柔性生产中重要的问题之一。在柔性制造系统中，生产过程仅有5%的时间用于生产，而95%左右的时间都是在进行原料、半成品的搬运装卸等环节，那么实现多AGV的有效调度成为该领域的难题。本发明主要解决的是生产制造系统中，实现多个AGV协同工作，以执行多个任务的调度管理及优化的问题，从而实现多个AGV无碰撞、高效率执行多个任务，基本实现自动化生产。

现有的AGV运行调度有以下几种方法：

1、交叉路径AGV交通管制的方法。该方法类似于公路上十字路口的红绿灯的作用。这些方法主要用于有轨导航的AGV，确定每个AGV运行的固定路径，然后在交叉路径处，设定每条路径的等待延时及通行延时，每次只能有一条路径的AGV可通行，另一条路径的AGV则等待延时。该方法可以避免多AGV运行中的碰撞。

2、基于混合粒子群算法的AGV优化调度方法。出自于已申请的发明专利，专利公开号：CN104408589。

3、Petri网分解建模，并采用拉格朗日松弛法进行路径的优化。该方法出自参考文献Nishi T, Shimatani K, Inuiguchi M. Decomposition of Petri nets andLagrangian relaxation for solving routing problems for AGVs[J]. InternationalJournal of Production Research, 2009, 47(14): 3957-3977。

4、Petri网分解建模，采用基于权重的动态优化方法。该方法出自参考文献TanakaY, Nishi T, Inuiguchi M. Dynamic optimization of simultaneous dispatching andconflict-free routing for automated guided vehicles-Petri net decompositionapproach[J]. Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, andManufacturing, 2010, 4(3): 701-715。

现有技术的不足之处在于：

整体AGV调度管理系统虽然可以实现无碰撞运行，但是整体运行效率低下，尤其在AGV数量比较多的情况下，没有对协调运行进行更好的优化；

目前的调度管理系统没有形成一套系统实用的方案，需要现场调试人员进行反复地调试，大量重复性的低级劳动，不仅延长了生产调试周期、浪费了人力，而且增加了生产成本。

当前的调度管理系统对于AGV的动态出入的协调运行鲁棒性比较差；

目前调度管理系统主要针对有轨运行的AGV，对于无轨运行的AGV(比如激光导航AGV)，运用比较少。