[发明专利]一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法

权利要求书

1.一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法，其特征在于，包括以下算法步骤：

S1、将两层制造车间中设置为上层中的10个工位(Ω₁,Ω₂,L,Ω₁₀)和下层中的8个工位(M₁,M₂,L,M₈)，两个楼层之间由电梯进行传送，上层和下层的工位之间由自动导引车进行转运，每个工位都有一个用于物料或产品装卸操作的自动导引车停靠区域，电梯在每一层有一个等待区域,当电梯和自动导引车为处在相同的楼层时，自动导引车可以直接进行进入电梯并由电梯传送至另一个楼层；但是当电梯和自动导引车处在不同的楼层时，自动导引车需要在等待区域等待电梯空载运行至与自动导引车相同的楼层后才可以进行传送自动导引车的操作；

S2、采用第三代非支配排序遗传算法(NSGA-III)来求解电梯和自动导引车联合调度多目标优化问题，并为算法设计了四链式染色体编码和解码、合适的种群初始化方法和适宜的遗传操作算子；

S3、提出四链式染色体编码来表征待优化的任务序列，第一条链是任务链(Job)，所有的任务在这条染色体链上被排序，代表任务被执行的顺序；第二条染色体链是自动导引车(AGV)链，旨在于为对应的每个任务分配一台自动导引车，第三条和第四条染色体链分别是自动导引车下行(Down)和上行(Up)时选择的电梯；

S4、为了得到每台自动导引车的作业任务和顺序，需要对四链式染色体编码进行解码，解码的步骤是：

将染色体链沿竖直方向切割开，形成(8,4,3,1)，(5,2,1,2)形式的四元组依次排列；

将自动导引车的编码序号相同的四元组依次排列在一起，形成与自动导引车数量和序号相同的子链；

上述的每一条子链即是每台自动导引车对应的任务，并且子链上任务的顺序即是自动导引车执行每一个任务的顺序。

2.根据权利要求1所述的一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法，其特征在于,由于每一个任务有且只有一个任务编号，故在种群中每个任务的编号必须唯一，且每个任务都必须出现在任务链中，采用对随机数进行排序的方法，生成初始任务链，其他三条链均采用均匀分布随机整数生成初始种群。

3.根据权利要求1所述的一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法，其特征在于，为保证任务链中的任务编号的唯一性将不会被破坏，IPOX交叉被用来解决这个问题，假设P1和P2是父代染色体链，O1和O2是子代染色体链，该交叉方法的步骤是：

将染色体中所有编码分成两个集合，即J1和J2，把P1中的J1复制到O1中相同的位置，同理，把P2中J2复制到O2中相同位置；

把P2中的J2依次复制到O1中，把P1中的J1依次复制到O2中；

在其他三条链中采用MPX交叉，首先在染色体链中选择一组位置p，然后将P1和P2中这些位置上的染色体编码进行交换，其他位置的染色体编码保持不变，得到子代染色体编码O1和O2。

4.根据权利要求1所述的一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法，其特征在于，为保证进行变异操作时不会破坏任务链中任务编号的唯一性，插入变异算子被用来保持任务编号的唯一性，该变异方法的步骤是：

在父代染色体链P1中随机选择两个位置p1和p2(p1p2)，将p2位置染色体编码取出并插入到p1所在位置；

从p1开始的染色体编码依次向后移动一位，获得子代染色体O1；

其他三条染色体采用多点变异，其步骤是：在父代染色体链P1中随机选择一组位置p，然后将这一组位置上的染色体编码进行单点变异操作。