[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

说明书

本发明公开了一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法，包括以下算法步骤：构建了同时包含自动导引车和电梯联合调度胡两层制造车间拓扑布局，采用第三代非支配排序遗传算法来求解电梯和AGV联合调度多目标优化问题，并为算法设计了四链染色体编码和解码、合适的种群初始化方法和适宜的遗传操作算子。本发明顺利的完成了两层制造车间中的物料、半成品和成品通过AGV实现自动运输，同时缩端了运输所用的时间，提高了用户的生产效率。

技术领域

本发明涉及柔性制造系统和和自动导引车调度相关技术领域，尤其涉及一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法。

背景技术

伴随着逐日上升的生产效率，各行业对产品千差百异的需求量，以及多样的需求方式，运载成为亟待解决的问题。在生产过程中，生产物料的运输，工件在各个工序之间的输送，产品的入库都必须是及时且适宜；产品的出库，货物的装卸都必须是高效且便捷，良好的运输是实现这些先进生产方式的重要一步，而传统的人工作业方式，却可能因种种原因导致运输过程效率低下，自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)的出现使运输效率得到逐步提升，在柔性制造系统中，自动导引车担任着重要的角色，在生产制造的每一个环节，如物料运输、半成品和成品运输。因此，自动导引车的使用减少了该环节的大量劳动力资源，也有助于数字化和智能制造的推进。

在实际生产车间现场中，车间布局往往可能是空间立体布局的，自动导引车在进行物料运输时需要通过电梯在立体空间的多个楼层之间进行搬运作业。那么自动导引车通过电梯在楼层之间进行转换时，将会出现自动导引车与电梯处在立体制造车间中不同楼层的情况，导致自动导引车进入等待状态，这样便会造成极大的时间浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种两层制造车间自动导引车和电梯联合调度方法，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，自动导引车需要等等待区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)等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。