[发明专利]一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法

权利要求书

1.一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对自爬式机器人出库作业进行分析，求解出库作业流程中每个阶段的平均服务时间模型：

1-1：计算第一出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从装卸工作站运行到货架巷道入口的平均服务时间；

1-2：计算第二出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货架巷道入口运行到货物所在列的平均服务时间；

1-3：计算第三出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货物所在列的第一层到货物所在层出库并返回第一层的平均服务时间；

1-4：计算第四出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货物所在列运行到货架巷道出口的平均服务时间；

1-5：计算第五出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人从货架巷道出口运行到装卸工作站的平均服务时间；

1-6：计算第六出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人在装卸工作站的平均服务时间；

1-7：计算第七出库作业阶段的平均服务时间：计算自爬式机器人绕行避碰的平均服务时间；

S2：根据自爬式机器人的作业过程，分析自爬式机器人产生绕行避碰的作业阶段，分别将自爬式机器人视为顾客，每个作业阶段视为服务台，建立基于资源绕行的闭环排队网络模型：

2-1：自爬式机器人从装卸工作站运行到货架巷道入口，此过程为无限队列服务器；然后以的概率运行至货物所在列，即n_l个并联的无限队列服务器，其中，n_l代表货架的列数；

2-2：货物所在列已经被其他自爬式机器人占用的概率为p_ri，i＝1,2,...n_l，表示货物在第i列，自爬式机器人从货物所在列的第一层到货物所在层出库并返回第一层的概率为1-p_ri，此过程为容量为1的服务器，自爬式机器人进行绕行避碰的概率为p_ri，此过程为无限队列服务器；

2-3：自爬式机器人从货物所在列运行到货架巷道出口，此过程为无限队列服务器，自爬式机器人从货架巷道出口运行到装卸工作站，此过程为无限队列服务器，自爬式机器人在装卸工作站接受服务，此过程为单队列单服务器，完成基于资源绕行的闭环排队网络模型的建立；

S3：利用跳转迭代平均值算法，求解基于资源绕行的闭环排队网络模型，得到自爬式机器人绕行避碰的概率，得到基于自爬式机器人的存储系统的系统吞吐量：

3-1将基于资源绕行的闭环排队网络模型中资源数量由1开始迭代至R，货物所在列已经被其他自爬式机器人占用的当前概率p_ri赋值为0，计算基于资源绕行的闭环排队网络模型中各服务器的访问率，和顾客在每个服务器的停留时间；

3-2计算排队网络模型的吞吐量，和各个服务器的平均队长；

3-3计算货架所在列服务器有1个顾客时的边际概率，并将货物所在列已经被其他自爬式机器人占用的新概率p_ri赋值为边际概率，不断重复迭代，直到新概率和当前概率的差小于给定值ε，则算法终止；

3-4得到自爬式机器人绕行避碰的最终概率，得到基于自爬式机器人的存储系统的系统吞吐量。

2.根据权利要求1所述的一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，其特征在于：所述步骤1-1中，计算第一出库作业阶段的平均服务时间的具体步骤为：

(1)假设系统左下方为坐标原点(0,0,0)，装卸工作站的位置位于货架巷道入口的位置位于其中，n_l代表货架的列数，l和w分别代表货架上每一个存储位置的长度和宽度，w_a和w_c分别代表巷道的宽度和巷道外侧的宽度；

(2)第一出库作业阶段的平均服务时间为：其中，v表示自爬式机器人的平均运行速度。

3.根据权利要求1所述的一种基于自爬式机器人的存储系统的绕行避碰优化方法，其特征在于：所述步骤1-2中，计算第二出库作业阶段的平均服务时间的具体步骤为：

(1)货架巷道入口的位置位于货物所在列的位置位于

(2)第二出库作业阶段的平均服务时间为：其中，i＝1,2,...nl，表示货物在第i列。