基于动态规划算法的网格流系统AGV调度研究

网格流(GridFlow)系统是将基于拼图的存储(puzzle-based storage,PBS)系统中传送带技术替换为自动导引车(automated guided vehicle,AGV)技术的一种密集存储系统。与PBS系统相比,该系统具有更低的成本投入和更高的柔性。目前,网格流系统的研究仍停留在单空位单AGV取货问题上,其目标是货物取货时间最短。针对单空位网格流系统取货问题,引入两辆AGV来缩短取货时间,设计动态规划算法得到最优解,并通过状态压缩减少搜索空间,大幅度提高求解速度。数值实验表明:引入两辆AGV明显改善了系统的取货时间,相对于一辆AGV平均节省时间在40%以上。

立体库在汽车涂装车间中的应用

大容量车身存储区是汽车涂装车间生产系统的重要组成部分。介绍了涂装车间存储区的功能、形式和性能指标,讨论了立体库相对平面库的优势,对比了堆垛机式立体库和轨道穿梭车(RGV)式立体库的结构和运行模式,分析了RGV式立体库相对堆垛机式立体库的优势。基于这些优势,RGV式立体库的应用可有效提升涂装车间的生产效率和柔性化水平。

四向车仓储作业效率影响因素的仿真分析

由于具有存储密度大、占地面积小、智能化程度高等技术优势,四向车密集仓储系统在国内外不同生产领域的应用方兴未艾,其中四向车作业效率的提升与系统整体布局、存储策略以及车辆调度等复杂因素相关联。文中以某工程项目需求为背景,基于Flexsim物流仿真软件建立了密集仓储作业仿真模型,分析了影响四向车入出库作业效率的主要因素。结果显示:提升机是四向车仓储作业效率提升的关键要素之一;单出库口布置在仓储系统主通道方向的一侧,当密集库的长宽比接近1时,有利于四向车作业效率的提升,而受构筑物空间布局限制时,应优先考虑增加货架列方向的尺寸。相比于货物的随机存储,就近存储策略下增加出库口的数量可有效提升四向车的作业效率,由此给出了出库口布置数量及其位置分布建议。相对于单通道控制的多车调度策略,定向路径调度更适用于多四向车运行的场景,为四向车密集库系统规划与资源合理配置提供参考。

基于Petri网的RGVs系统中环路死锁研究

为实现自动小车存取系统的实时控制,基于双重着色赋时Petri网(Colored Ti med Petri Nets,CTPN)构建了RGVs系统(Rail-Guided Vehicles system,RGVs)的动态模型。同时为了提高RGVs系统的存储效率,对RGV小车采用基于最短路径的调度策略。并针对RGVs系统的临界状态即将发生环路(环路链)死锁的状况,提出了一种死锁预防的方法。最后基于VC.NET验证其有效性。

基于改进量子微粒群的轨道导引小车系统建模与优化

为提高自动小车存取系统中轨道导引小车系统的出入库作业效率,提出了一种基于改进量子微粒群的优化方法。分析了轨道导引小车系统出入库作业任务队列特征,建立了数学模型。在此基础上利用量子微粒群算法进行优化调度,并在该算法中引入高斯变异算子,克服了其容易陷入局部最优的缺点。通过仿真实验表明了方法的可行性和有效性。

堆垛机式密集仓储系统复合作业三维空间路径优化

为提高堆垛机式密集仓储系统的运作效率,提出混合蚁群算法,利用该算法有效地解决了复合作业三维空间路径规划问题。在堆垛机和穿梭车配置比为1∶2情况下,分析堆垛机和穿梭车在三维空间内的实际调度路径,并考虑其运动过程中的加速度建立数学模型。针对该系统复合作业的特点,设计了一种三维启发函数来改进蚁群转移概率,将遗传算法生成的初始解转变为蚁群算法的初始信息素,通过粒子群算法对蚁群算法参数进行优化,避免蚁群算法为寻求最优参数组合而进行大量盲目实验。实例分析表明,所提出的混合蚁群算法与遗传和蚁群算法相比,具有更好的全局性,能够有效地缩短密集仓储系统复合作业的时间、优化三维空间路径、提高进出库调度效率。

自动小车存取系统中轨道导引小车环路死锁控制的研究

为防止自动小车存取系统中轨道导引小车环路死锁现象,提出了一种基于Petri网和有向图的死锁控制方法。该方法首先应用有色赋时Petri网建立了自动小车存取系统的动态模型,并结合有向图工具,阐述了导致环路死锁的原因。在此基础上,针对单一轨道双向运行的轨道导引系统,探讨了其环路死锁的主要表现形式,给出了轨道导引小车无死锁运行的充要条件,并提出了包含临界状态在内的死锁避免控制策略。最后,结合实例说明了环路死锁控制的有效性。

RGV轨道穿梭车在船厂无人化钢板库区中的应用

根据目前国内船舶行业钢板库区的现状以及钢板库区智能化升级的需求,阐述一种RGV轨道穿梭车在智能化钢板库区应用的技术条件,较为详细地介绍了RGV轨道穿梭车机械结构、定位检测方式、无线通信方式、调度管理等方面的关键技术,针对船用钢板规格种类繁多的情况,提供了一种较为理想的解决办法,解决了钢板标准化入库的问题,降低了钢板入库时间,提高了整个库区的作业效率。

基于TS算法的直线往复2-RGV系统调度研究

针对自动化立体仓库出库过程中的直线往复两穿梭车(RGV)系统可能存在的RGV相互碰撞问题,提出了RGV冲突避免约束;同时考虑到堆垛机作业顺序对物料出库时间的影响,将RGV调度与堆垛机调度整合,建立了给定运送序列情况下该问题的数学模型,目标是最小化物料的总出库时间。根据物料出库过程的特征,提出了基于运送序列的解的表达方式及基于RGV分派策略和入/出库站分派策略的可行解构造方法,并在此方法的基础上应用禁忌搜索算法对问题进行求解。为了检验算法的有效性,给出了问题的一个下界。算例实验结果表明所提出算法能够避免RGV冲突,有效求解问题。

基于分区法的2-RGV调度问题的模型和算法

以某救灾物资自动化立体仓库为背景,研究了出库过程中的2-RGV调度问题。为避免运行于直线轨道上的两辆穿梭车发生碰撞,将存取系统划分为不重叠的两个区域,并将两个区域内的运送分别分配给两辆穿梭车。建立了基于区域划分的2-RGV调度问题的混合整数线性规划模型,目标是最小化所有物料的总出库时间。提出了一个混合遗传算法求解该问题,并采用包含穿梭车顺序、穿梭车分配及出库站分配的染色体编码方式。算例试验显示提出的模型和算法能够有效求解该问题。