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控制工程 2024年

作者：李星扬赵梓焱贾子熙刘士新东北大学机器人科学与工程学院东北大学信息科学与工程学院

转运机器人辅助的作业车间是多任务多工序生产和机器人运输协同的复杂系统，该系统的生产组织是多约束耦合下的决策优化难题。以转运机器人辅助的作业车间为背景，研究机器阻塞约束下生产调度和机器人任务指派的集成优化问题。首先，利... 详细信息

转运机器人辅助的作业车间是多任务多工序生产和机器人运输协同的复杂系统，该系统的生产组织是多约束耦合下的决策优化难题。以转运机器人辅助的作业车间为背景，研究机器阻塞约束下生产调度和机器人任务指派的集成优化问题。首先，利用约束规划理论中的区间变量表征生产和运输事件，以最小化最大完工时间为目标构建问题的约束规划模型，实现了生产调度和机器人任务指派的集成决策。其次，通过分析模型中机器人行为变量之间的关联性，进一步提出整合机器人转运事件的改进约束规划方法，实现了模型求解效率的大幅提升。最后，基于公共数据集的计算实验论证了方法的有效性和先进性。实验结果表明，约束规划模型在小时级求解时限的高精度求解需求下，实现了大量测试案例的精确求解；在分钟级求解时限的高效求解需求下，相比于启发式规则引擎，体现了明显的性能优越性。

关键词：机器人辅助生产系统作业车间调度机器人运输机器阻塞约束约束规划

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带机器人约束的分布式置换流水车间调度优化算法研究

带机器人约束的分布式置换流水车间调度优化算法研究

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作者：李文涵山东师范大学

学位级别：硕士

近年来,国家以“互联网+先进制造业”为重要支撑,深入推进实施《中国制造2025》部署的制造强国战略,智能制造业的创新和发展迎来了重大机遇,智能制造技术逐渐应用到制药行业,其中针对调度问题的优化是提高智能制造业生产效能的重要环节... 详细信息

近年来,国家以“互联网+先进制造业”为重要支撑,深入推进实施《中国制造2025》部署的制造强国战略,智能制造业的创新和发展迎来了重大机遇,智能制造技术逐渐应用到制药行业,其中针对调度问题的优化是提高智能制造业生产效能的重要环节。分布式置换流水车间调度问题（Distributed permutation flowshop scheduling problem,DPFSP）是生产制药过程中一种经典的调度问题,从实际加工和调度情况出发,深入了解相关问题先验知识和理论,结合了机器人装卸工件等现实约束,提炼出了带机器人约束的DPFSP,根据问题的结构特性,探索出了改进的迭代贪婪算法（Improved iterated greedy,IIG）,并设计了多种有效的策略。本文研究工作包括以下内容:1.针对带机器人约束的DPFSP,以最小化工厂的最大完工时间为目标,建立了数学规划模型,给出了考虑机器人约束的编码、解码方案。首先在IIG算法初始化阶段,提出了两种分配工件到工厂的方法使初始种群多样化;其次在算法的局部搜索阶段,应用了交换和插入邻域结构以平衡算法搜索解的能力;然后嵌入了模拟退火（Simulated annealing,SA）算法,避免陷入局部最优;最后在毁坏和重构阶段设定了删除工件的规模,测试工件插入位置以确定工件最佳调度序列。2.针对带机器人约束和订单约束的DPFSP,根据求解目标和订单分配的约束建立了数学模型,给出了使同一个订单的工件分配到同一个工厂加工的编码和解码方案,提出了IIG算法进行求解。首先设计了三种分配订单方式;其次使用了多种邻域结构策略以强化局部搜索,融合了SA算法,将其作为接受准则;然后改进了毁坏和重构策略,进一步提高了解的质量,增强了算法的收敛能力;最后比较了不同参数水平的影响。3.在模型和优化算法的基础上,首先以制药业的生产调度为背景构建了仿真算例;然后以最小化生产工厂的最大完工时间为目标,提出IIG算法求解带机器人约束和添加了订单分配约束的DPFSP;最后比较分析了不同算法进行仿真实验的结果,验证了IIG算法解决所提出问题的可行性和有效性。

关键词：分布式置换流水车间调度机器人运输恶化加工时间迭代贪婪算法制药调度

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机器人收获后的快速运送过程中实现葡萄簇低振动的悬挂力分析

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农业工程技术 2021年第33期41卷 89-89页

作者： Muhammad Faheem 刘继展常国政 Ibrar Ahmad 彭赟江苏大学教育部现代农业装备与技术重点实验室巴基斯坦农业大学农业机械与动力系

在收获期间和收获后期的处理过程中,振动引起的机械损伤会降低鲜葡萄簇的质量、数量和保存期限。在目前的机器人采摘系统中,新鲜葡萄簇是通过从主轴抓取和切割来采摘的,然后在后期处理过程中传送到篮子中。然而,在机器人运输葡萄簇的过... 详细信息

在收获期间和收获后期的处理过程中,振动引起的机械损伤会降低鲜葡萄簇的质量、数量和保存期限。在目前的机器人采摘系统中,新鲜葡萄簇是通过从主轴抓取和切割来采摘的,然后在后期处理过程中传送到篮子中。然而,在机器人运输葡萄簇的过程中,可能会发生严重的簇振动和相应的浆果掉落。因此,该研究旨在进行试验和理论悬挂力分析,以探索机器人运输过程中悬挂葡萄簇的振动机理。使用带有线性致动器的丝杠车床,研究了四种不同速度(0.4,0.6,0.8,1.0m/s)和四种加速度水平(6,8,10,12m/s2)对悬挂葡萄簇振动的影响。通过试验,使用单轴力传感器记录了葡萄簇在致动器启动、恒速和停止阶段的最大悬挂力,并使用数码相机测量了葡萄簇的摆动角度。试验结果表明,在致动器的启动和停止阶段,组件的摆角和悬挂力之间呈线性关系。观察了机器人运输过程中多级集群的振动,发现了执行器突然停止后的循环阻尼行为。在最佳加速度为10米/秒时,葡萄簇在阻尼阶段的悬挂力模拟结果与试验结果一致,R2大于0.90。综上所述,该研究为了解机器人快速运输作业中,浆果掉落损失较低的情况下,悬挂果实的复杂振动机理提供了理论基础。

关键词：葡萄簇振动机构悬挂力力传感器机器人运输机器人搬运

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