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agv调度优化的应用场景、关键因素和研究方法综述

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 337-350页

作者：田帅辉皇甫城阳邓学平重庆邮电大学现代邮政学院重庆400065

针对自动引导小车(automated guided vehicle,agv)调度问题,梳理了制造、仓储、港口以及快递分拨中心中的agv使用和调度研究现状,发现以快递分拨中心为代表的服务业是新兴且研究较为薄弱的领域;分析了agv调度优化需考虑的因素,发现数量... 详细信息

针对自动引导小车(automated guided vehicle,agv)调度问题,梳理了制造、仓储、港口以及快递分拨中心中的agv使用和调度研究现状,发现以快递分拨中心为代表的服务业是新兴且研究较为薄弱的领域;分析了agv调度优化需考虑的因素,发现数量配置与充电管理两个关键因素联合考虑的不足,建议未来在大规模动态调度研究中将二者统筹考虑;从精确方法、近似方法和基于人工智能的新方法3个方面总结agv调度研究方法,建议未来可在启发式算法的基础上融入基于人工智能的新技术和新方法以获得创新。

关键词：自动引导小车(agv) agv调度 agv应用场景数量配置充电管理研究方法

自动化集装箱港口考虑agv伴侣的agv调度优化问题研究

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计算机应用研究 2019年第8期36卷 2349-2354页

作者：程聪聪梁承姬李晔上海海事大学物流科学与工程学院

为提高自动化集装箱港口设备的工作效率,提出了一种新的集装箱进出口工艺:堆场—场桥—agv伴侣—agv—岸桥。在考虑agv伴侣容量限制的基础上,建立了带时间窗约束的agv调度混合整数规划模型,设计了启发式算法求解agv伴侣时间窗,采用粒子... 详细信息

为提高自动化集装箱港口设备的工作效率,提出了一种新的集装箱进出口工艺:堆场—场桥—agv伴侣—agv—岸桥。在考虑agv伴侣容量限制的基础上,建立了带时间窗约束的agv调度混合整数规划模型,设计了启发式算法求解agv伴侣时间窗,采用粒子群算法进行求解,得出了相应agv调度优化方案。求解结果表明,agv伴侣的设置能有效地改善agv与场桥间的协调性及设备间的等待时间,并且agv伴侣容量一定时,场桥的等待时间随着agv的数量增加而减少。

关键词：自动化集装箱港口 agv伴侣 agv调度时间窗粒子群算法

改进多种群遗传算法的AutoStore系统多agv调度优化

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工业工程 2021年第4期24卷 112-118,167页

作者：王晓军王博晋民杰杨春霞白新利太原科技大学交通与物流学院山西太原030024 山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司山西太原030024

新兴紧致密集型仓储系统AutoStore存在出、入库单独作业及联合作业并存的情况,使用传统单一作业模式下所得agv调度方案易导致资源浪费或效率低等问题。在分析多作业模式工作流程基础上,建立多agv任务分配模型,优化目标为系统总作业时间... 详细信息

新兴紧致密集型仓储系统AutoStore存在出、入库单独作业及联合作业并存的情况,使用传统单一作业模式下所得agv调度方案易导致资源浪费或效率低等问题。在分析多作业模式工作流程基础上,建立多agv任务分配模型,优化目标为系统总作业时间最短。对传统多种群遗传算法进行改进。首先,为获得具有多样性的初始解,给出适用于实数编码的初始解判断式;其次,为提高搜索效率,给出交叉、变异概率计算式,使得遗传操作能随着进化过程和适应度值变化而不同。算例分析验证所给算法的可行性与有效性,能为系统提供更优的agv调度方案。

关键词： AutoStore系统 agv调度多种群遗传算法联合作业

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改进遗传算法在多agv调度中的应用

计算机应用与软件 2024年第4期41卷 86-89,105页

作者：刘洋曹立佳杨旭四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川宜宾644000 人工智能四川省重点实验室四川自贡643000

针对多agv(Automated Guided Vehicle)进行调度时,使用整数编码的大种群遗传算法收敛速度较慢的问题,提出一种改进适应度函数的遗传算法。该算法定义了一个适应度函数的改进模板,通过静态或动态调节选择压力的方法在模板中设计了三种修... 详细信息

针对多agv(Automated Guided Vehicle)进行调度时,使用整数编码的大种群遗传算法收敛速度较慢的问题,提出一种改进适应度函数的遗传算法。该算法定义了一个适应度函数的改进模板,通过静态或动态调节选择压力的方法在模板中设计了三种修正函数,以对算法迭代过程中的选择压力进行控制,使算法的择优能力加强。提出的改进算法在固定节点多agv调度问题上进行了仿真实验,实验结果表明改进后的遗传算法具有更好的优化结果,收敛代数分布更小,且算法收敛所需的迭代次数约仅为改进前的1/5。

关键词：适应度函数遗传算法收敛 agv调度

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一种agv调度用组合式无线通信模块的设计

电子器件 2018年第2期41卷 474-478页

作者：徐亮陆锦军焦振宇江苏信息职业技术学院机电工程学院江苏无锡214153

针对目前agv调度缺乏专用通信解决方案的情况,设计了一种"核心板+底板"的组合式无线通信模块,并制定了相应的通信协议。核心板以STM32F030C8作为控制器,通过ESP8266以串口无线透传方式与调度计算机通信;底板分为串口通信底板与开关量输... 详细信息

针对目前agv调度缺乏专用通信解决方案的情况,设计了一种"核心板+底板"的组合式无线通信模块,并制定了相应的通信协议。核心板以STM32F030C8作为控制器,通过ESP8266以串口无线透传方式与调度计算机通信;底板分为串口通信底板与开关量输入底板两种,主要用于将模块分别连接到agv控制器与设备控制器。经实践证实,该模块掉线率基本在0.5%以内,通信稳定,同时具备安装方便、二次开发简单等优点,能适用于大部分基于WIFI通信的agv应用项目。

关键词：无线通信 agv调度模块设计组合式 STM32F030C8 ESP8266

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面向温室农场的agv调度研究

面向温室农场的AGV调度研究

作者：宋智敏福州大学

学位级别：硕士

自动导引小车（Automatic Guided Vehicle,agv）是一种智能化的搬运设备,其可以高效地执行运输任务,极大地提高运输效率,因此agv被广泛应用于制造车间、自动化仓库、自动化码头等工作场景。随着现代农业的发展,温室农场逐渐兴起并且订... 详细信息

自动导引小车（Automatic Guided Vehicle,agv）是一种智能化的搬运设备,其可以高效地执行运输任务,极大地提高运输效率,因此agv被广泛应用于制造车间、自动化仓库、自动化码头等工作场景。随着现代农业的发展,温室农场逐渐兴起并且订单需求日益增长,为了提高温室农场的作业效率,同时为了适应温室农场智能化的发展要求,越来越多的温室农场正在通过引进agv来构建自动化物流系统。然而,目前针对温室农场的agv调度研究还不够丰富,这制约了agv在温室农场中的进一步应用。论文针对温室农场agv调度的特点,分别建立了面向温室农场的agv调度问题的单目标和多目标优化模型,并设计了一种改进的灰狼算法求解上述模型,最后开发了面向温室农场的agv调度原型系统。本文的主要研究内容如下:（1）阐述了面向温室农场的agv调度的研究背景及意义,介绍了agv应用的现状,描述了agv调度的国内外研究现状,总结了现有研究文献的成果。（2）介绍了面向温室农场的agv调度理论基础。首先,介绍了温室农场的订单模式,然后说明了温室农场的agv作业流程,最后阐述了面向温室农场的agv调度问题的原则和特点。（3）建立了以最小化最大完工时间为目标的面向温室农场的agv调度单目标优化模型,该模型中考虑了果蔬保鲜时间对调度的影响,然后将灰狼算法和蛙跳算法中的局部搜索策略相结合,设计了一种改进的灰狼算法,并利用此算法求解上述模型,最后通过一个算例的MATLAB仿真,验证了该方法的有效性。（4）在单目标研究的基础上,研究了面向温室农场的agv调度的多目标优化问题。建立了以最小化最大完工时间、最小化agv空载率和最小化果蔬运输时间为目标的面向温室农场的agv调度多目标优化模型,并利用上述的改进灰狼算法求解模型,最后通过MATLAB进行算例仿真,验证了该方法的有效性。（5）开发了面向温室农场的agv调度原型系统。首先,分析了agv调度原型系统的功能需求,并描述了系统的功能结构;然后介绍了agv调度原型系统的开发环境,设计了原型系统的数据库;最后对原型系统的主要功能页面进行了说明。

关键词：温室农场 agv调度果蔬保鲜灰狼算法

考虑改进充电策略的自动化码头agv调度研究

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考虑改进充电策略的自动化码头AGV调度研究

作者：张祺大连海事大学

学位级别：硕士

随着全球贸易量的不断增加,传统的集装箱码头逐渐无法满足日益增长的码头作业需求。在这种情况下,越来越多的港口开始建设运营自动化集装箱码头、越来越多的自动化码头投入运营,这显著提升了港口的装卸效率,减少了电能、时间以及运输资... 详细信息

随着全球贸易量的不断增加,传统的集装箱码头逐渐无法满足日益增长的码头作业需求。在这种情况下,越来越多的港口开始建设运营自动化集装箱码头、越来越多的自动化码头投入运营,这显著提升了港口的装卸效率,减少了电能、时间以及运输资源的浪费,降低了码头整体的运营成本,减轻了码头的吞吐压力。自动导引车(Automated Guided Vehicle,agv)作为水平运输系统中被普遍采用的运输设备,其工作便是在岸桥区与场桥区之间往返运输集装箱货物。随着作业时间的增加,由电池驱动的agv的电量逐渐下降,这就必须通过某种方式对电量进行补充。agv使用的电池类型不同就需要采用与该类型电池相匹配的充电方式和策略,而采用不同的充电方式和充电策略,agv完成任务的时间以及利用率也会有所区别。因此,针对自动化码头agv的充电以及调度问题,本文在考虑agv重空载状态下耗电量不同和锂电池充电容量与充电时间非线性的基础上,综合考虑任务距离和任务的紧急程度,设置双重的断开充电电源阈值,构建以最小化完成任务总时间为目标的agv调度模型,以此在提高agv作业效率的同时,提高agv的利用率,减少agv不必要的充电时间和充电等待时间,降低自动化码头的运营成本。之后采用MATLAB编程,设计算例并进行求解。求解结果显示,对agv设置双重的断开充电电源阈值并将其中一个断电阈值电量设定为60%时,完成任务总时间最短,且agv利用率较高。通过与原有的充电策略进行对比发现,本文提出的加入双重充电结束条件的agv充电策略求解结果优于原有的充电策略。通过改变配置的agv数量进行模型灵敏度分析,验证了agv数量对于任务完成总时间和agv利用率的影响。

关键词：自动化集装箱码头 agv调度充电策略充电特性等待时间

移动机器人履行系统中订单分配和agv调度联合优化研究

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移动机器人履行系统中订单分配和AGV调度联合优化研究

作者：朱顺平北京交通大学

学位级别：硕士

电子商务的加速发展带来了配送订单的激增,给配送中心的订单处理效率提出了更高的要求。随着人工智能的兴起和物联网技术的发展,自动化仓储设备逐渐进入仓库,使得库内作业的时间大幅缩短,同时安全性和准确性得到提升。近年来,一种新的... 详细信息

电子商务的加速发展带来了配送订单的激增,给配送中心的订单处理效率提出了更高的要求。随着人工智能的兴起和物联网技术的发展,自动化仓储设备逐渐进入仓库,使得库内作业的时间大幅缩短,同时安全性和准确性得到提升。近年来,一种新的“货到人”订单拣选系统,移动机器人履行系统(Robotic Mobile Fulfillment System,RMFS)开始应用于配送中心。在该系统中,自动导引车(Automated Guided Vehicles,agv)有序搬运货架访问拣货台,拣货员待在拣货台不断的从货架上拣取商品,直到所有订单需求被满足。本文的主要研究工作如下:(1)基于RMFS的订单拣选技术,在订单不可拆分、独立装箱的拣选模式下,研究多个货架访问多个拣货台的拣货作业,同时考虑agv在拣货台的排队。提出了订单分配和agv调度联合优化问题(Integrated Order Allocation and Robot Scheduling Problem,IOARSP)。该问题将订单分配决策与agv调度决策相结合,研究订单如何分配给拣货台、如何调度agv搬运货架满足拣货台需求,使得一批订单拣选的完成时间最短,从而提高系统运行效率。(2)建立了IOARSP问题的混合整数规划模型,目标函数为最小化系统完工时间。针对该问题的特点,设计了一种变邻域搜索算法(VNSII),包括两种扰动邻域和五种局部搜索邻域。邻域变换以VND(Variable Neighborhood Descent)为框架,对当前解不断执行扰动和局部优化,从而实现对解空间的高效搜索。此外,由于IOARSP问题中涉及agv排队访问拣货台,本文提出了一种对解方案进行解析从而得到目标函数的算法。(3)构建了42个不同规模的算例,对VNSII算法和七种邻域的可行性和有效性进行验证。并且探究不同拣货台布局、不同参数对拣选效率的影响,以及不同订单分配方案对agv调度优化的影响。实验结果表明:在小规模算例实验中,VNSII算法与CPLEX求解的结果平均相对差值为0.3%,验证了VNSII算法的有效性;在算法迭代过程中,五种局部搜索邻域均展现出不同程度的寻优能力,扰动过程展现出跳出局部最优的能力;相比L型和U型拣货台布局,I型布局下的拣选时间分别减少了11.4%和16.1%,说明I型布局更适用于本文的研究场景;拣货台数量、agv数量对拣选时间的影响是显著的;在所有算例实验中,相比只优化agv调度,将订单分配和agv调度联合优化后的拣货时间平均缩短了26.8%。并且随着订单的增多,联合优化的优势更明显。图35幅,表25个,参考文献53篇。

关键词：移动机器人履行系统订单拣选 agv调度变邻域搜索算法

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大型生产车间中agv调度方法研究

大型生产车间中AGV调度方法研究

作者：孙晓顺华中科技大学

学位级别：硕士

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,agv)是近年来兴起的高效、稳定、灵活的无人化搬运工具,在制造业中有广泛应用。“中国制造2025”提出后,国内制造车间规模大幅提升,这使得车间物流调度中搬运任务数量变大、动态性增强、路网较为复... 详细信息

自动导引车(Automatic Guided Vehicle,agv)是近年来兴起的高效、稳定、灵活的无人化搬运工具,在制造业中有广泛应用。“中国制造2025”提出后,国内制造车间规模大幅提升,这使得车间物流调度中搬运任务数量变大、动态性增强、路网较为复杂,对agv调度方法有着较高的要求。因此,探索综合调度性能优越、工程实用价值较强、适应大型生产车间的agv调度模型及方法具有重要意义。本文研究了大型生产车间中的多agv任务调度和单agv路径规划两个问题,分别设计了基于MAS(Multi Agent System)的多agv任务调度方法和改进A*算法,最后开发了一个agv调度原型系统进行方法集成和系统状态的图形化监控与显示。首先,建立基于混合式MAS结构的模型,在此基础上提出基于锁机制的改进合同网协议并完善异常处理机制,得到基于MAS的分布式多agv任务调度方法。通过Plant Simulation仿真实验,验证了所提方法优于未改进的MAS、FCFS、NAF和AWD。.其次,针对大型生产车间中工位多、路网杂的特点,提出了改进A*算法解决单agv路径规划问题。通过实验验证了改进A*算法比Dijkstra算法和A*算法搜索的节点数量更少、最优路径转弯数量更少。然后,开发了一个agv调度原型系统,在系统中集成了前两章提出的基于MAS的任务调度方法和改进A*算法,完成了图形化监控agv位置、各传感器状态和任务完成状况的功能。最后,进行了全文总结,展望了未来研究的方向。

关键词： agv调度改进A*算法 MAS 原型系统