CN116149276B 一种无缓冲流水线装配系统agv与工位协同调度方法与系统 （中国科学技术大学）

一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同本发明涉及一种无缓冲流水线装配系统AGV间最小作为优化调度的目标，构造AGV集合调度学模型进行求解，得到多AGV流水线生产系统中AGV任务指派调度的最优方案。本发明提供的方2步骤S1：在无缓冲的流水线生产系统中，以所所述目标函数表示最小化最后一个产品在最后一个工位的离开时间，即zm,meouexi,j,m,n=1v(i,j)eDUA（1）Z(,neouaxi,j,m,n=1v(m,n)eD（2）xi,,m,n=o(i,i),(m,n)eD,m>iandm+nsi+j（3）v(i,j),(m,n)eD（4）v(i,j),(m,n)eD（5）v(i,i)eD（6）ci+1,j-ci,j三ti,ir1十sit1v(i,i)eD（7）C1,j三c1,j-1十s1vje{1,2,…,p}（8）v(i,i)eD（9）v(i,i)eD（10）b0,j三c1,j-1vje{1,2,…,p}（11）(i,j)eBD（12）v(i,j)ecD（13）xm,n,t,jE(0,1}v(i,j)eDUA,v(m,n)eDUE（14）P={1,2,.,P}；v表示AGV集合，V={1,2,…,V}；D表示任务集合，一个任务，A={(0,v)lvev}；E表示虚拟任务集合，表示AGV的最后一个任务，E={(-1,-1)}；si表示工位i的加工时间；ti,m表示生产线上任意两个工作位i和m之j)为任务表示方式，产品j从工作位i向工作位i+1移动，任务的起点是工位i，终点是工位i+1，搬运的产品是j；B1={(0,)losjsp,je}；3b,; 点的时间；一个工位上加工的产品离开工位1的时间不得早于前一个产品从工位1离开的时间加上工步骤S2：利用启发式算法对所述数学模型进行求解，得到多AG述剩余启动时间RST是指一个已经分配任务的第i个AGV从某个时刻起到它开始执行该任4最大的qn个工位加入待分配工位集合，qn计算公式(16)如下所示：右第到第个待分配AGV分配给第n段；每段内需要分配AGV的工位为段内示已匹配的AGV和工位元组集合，并将已经匹配的AGV和工位分别加入到AGV集合和工位集是否分配给工位W，VEAV,WEWA；Tptw表示当前时刻工位i的剩余加工时间，wewA；t,,W表示AGB从当前位置到工位W的旅行时间，VEVA,WEWA；w表示w,ewA表示该段内的最后一个工位；5约束条件（21）表示每段内最后一个工位上任务余加工时间和分配给该工位的AGV到达该工位所需的时约束条件（22）表示每段内其他工位上任工时间、分配给该工位的AGV到达该工位所需的时间和下一个工位上任务的启动时间与工步骤S261：对每个工位定义一个参数RTBI表示当前步骤S262：计算一步状态更新的时间跨度interval，该时间跨度是产生下一个空闲AGV2.根据权利要求1所述的无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同调度方法，其特征在如果工位w空闲，则可以直接将AGV及其负载的产品移动6所述目标函数表示最小化最后一个产品在最后一个工位的离开时间，即zm,meouexi,j,m,n=1v(i,j)eDUA（1）Z(,neouaxi,j,m,n=1v(m,n)eD（2）xi,,m,n=o(i,i),(m,n)eD,m>iandm+nsi+j（3）v(i,j),(m,n)eD（4）v(i,j),(m,n)eD（5）v(i,i)eD（6）ci+1,j-ci,j三ti,ir1十sit1v(i,i)eD（7）C1,j三c1,j-1十s1vje{1,2,…,p}（8）v(i,i)eD（9）v(i,i)eD（10）b0,j三c1,j-1vje{1,2,…,p}（11）(i,j)eBD（12）v(i,j)ecD（13）xm,n,t,jE(0,1}v(i,j)eDUA,v(m,n)eDUE（14）P={1,2,.,P}；v表示AGV集合，V={1,2,…,V}；D表示任务集合，一个任务，A={(0,v)lvev}；E表示虚拟任务集合，表示AGV的最后一个任务，E={(-1,-1)}；si表示工位i的加工时间；ti,m表示生产线上任意两个工作位i和m之j)为任务表示方式，产品j从工作位i向工作位i+1移动，任务的起点是工位i，终点是工位i+1，搬运的产品是j；B1={(0,)losjsp,je}；7b,; 点的时间；一个工位上加工的产品离开工位1的时间不得早于前一个产品从工位1离开的时间加上工求解AGV集合调度优化问题的数学模型模块，用于利用启发式算法对所述数学模型进述剩余启动时间RST是指一个已经分配任务的第i个AGV从某个时刻起到它开始执行该任8最大的qn个工位加入待分配工位集合，qn计算公式(16)如下所示：右第到第个待分配AGV分配给第n段；每段内需要分配AGV的工位为段内示已匹配的AGV和工位元组集合，并将已经匹配的AGV和工位分别加入到AGV集合和工位集是否分配给工位W，VEAV,WEWA；,即AGV数量与工位数量相等；Tptw表示当前时刻工位i的剩余加工时间，wewA；t,,W表示AGB从当前位置到工位W的旅行时间，VEVA,WEWA；w表示w,ewA表示该段内的最后一个工位；9约束条件（21）表示每段内最后一个工位上任务余加工时间和分配给该工位的AGV到达该工位所需的时约束条件（22）表示每段内其他工位上任工时间、分配给该工位的AGV到达该工位所需的时间和下一个工位上任务的启动时间与工步骤S261：对每个工位定义一个参数RTBI表示当前步骤S262：计算一步状态更新的时间跨度interval，该时间跨度是产生下一个空闲AGV[0001]本发明涉及于自动控制领域，具体涉及一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协[0003]现有技术方法中基本仅涉及到理想状态的调度，如AGV调度考虑的生产条件是在[0004]因此，有必要设计一种无缓冲的离散自动化流水线系统中多个AGV与工位协同调[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同[0010]本发明公开了一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同调度方法，对无缓冲的[0011]图1为本发明实施例中一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同调度方法的流[0015]图5为本发明实施例中一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同调度系统的结[0046]约束条件(3)限制同一个AGV相邻两个[0047]约束条件(4)是工序交接约束，表示相邻两个工位上的相邻产品搬运任务不能分[0048]约束条件(5)和(6)是关联约束：约束条件(5)要求如果AGV早于产品j_1从工位i+1离开的时间；约束在第一个工位上加工的产品离开工位1的时间不得早于前一个产品从工位1离开的时间加[0060]步骤S232：判断AGV是否被分配根据该AGV的剩余启动时间RST和状态来确定，其中，剩余启动时间RST是指一个已经分配任务的第i个AGV从某个时刻起到它开始执行该任restProcessingTimew表示工作位w的剩余加工时间，restTimeToBeIdlew+1表示工位w+1变[0067]根据空闲工作位将等价转换后的生产线分为N段，使得每一段内只含有非空闲工左到右第到第个待分配AGV分配给第n段；每段内需要分配AGV的工位为段内编号最大的qn个未分配AGV的工位；在每段内还可能存在已经匹配的AGV和工位，用[0093]约束条件(21)表示每段内最后一个工位上任务的启动时间计算方式为从该工位[0094]约束条件(22)表示每段内其他工位上任务的启动时间计算方式为从该工位的剩余加工时间、分配给该工位的AGV到达该工位所需的时间和下一个工位上任务的启动时间[0110]从表2可以看出本发明的仿真结果说明本发明的AGV调度管理及优化方法是可行[0111]本发明公开了一种无缓冲流水线装配系统AGV与工位协同调度方法，对无缓冲的[0114]构造AGV集合调度优化问题的数学模型模块31，用于在