[发明专利]AGV生产调度系统中AGV数量与工作任务的匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用多Agent方法对多轨道、交互式AGV生产调度系统的模拟，以使得工作任务与AGV数量相互匹配的方法。属于AGV生产调度技术领域。

背景技术

无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)是装备有电磁或光学等自动引导装置、能够沿规定的引导路径行进、具有安全保护以及各种移载功能的运输车辆。AGV在工业应用中不需要驾驶员，以可充电的蓄电池作为其动力来源，透过计算机系统来控制其行进路线和行为。通常利用电磁轨道来设立AGV的行进路线。电磁轨道贴在地板上，AGV则依循电磁轨道所带来的信息进行移动与动作。AGV系统与其他的物流输送系统相比，具有环境的适应性强、布局柔性高、方便维护、自动化程度、便于维护等优点，对提高生产效率、降低生产成本从而加速企业发展有着重要意义。

单台AGV的简单系统的活动范围和作业能力是有限的，随着工厂自动化规模日益扩大，已不能满足提高自动化系统生产效率的要求。目前AGV系统大都是由多台AGV构成的多轨道、交互式系统。这类系统通常由一个装载台，一个卸载台，多个工作台和多个AGV等待区构成，上述四类装置之间有固定的电磁轨道相连。工作任务下达后，由多台AGV分别将待加工的部件由装载台运送到相应的工作台进行加工。加工完成后，再由AGV将加工好的部件由工作台运送到卸载台，以便进行产品的封装处理。由于多AGV在同一时间和空间内同时运行，形成了一个离散事件的动态系统，进而导致了一系列的管理难题。目前对AGV系统的研究主要集中在路经规划、任务调度和冲突处理三个方面。这些研究都是针对系统某一方面的问题展开，然而由于系统的复杂性、离散性和即时性，系统的总体特征规律尚难以获取。因此，现有研究尚未解决AGV的数量和工作任务的匹配问题。即对于特定系统，在一定的工作任务下达后，需要多少台AGV可以按时完成任务；或在一定的AVG数量和工作时间要求下，最多能够产程多少工作任务。上述问题的存在给企业生产计划的制定带来很大困难。同时，由于AGV价格昂贵，购置多余的AGV也给企业增加了大量的生产成本。

发明内容

本发明的目的是采用多Agent仿真理论对多轨道、交互式AGV生产调度系统进行仿真模拟，通过在特定的系统参数下模拟系统运行状态，获取特定系统状态下工作任务、AGV数量和总工作室间等变量之间的相互关系，从而实现将工作任务和AGV的数量进行合理匹配的目的。

本发明是采取以下的技术方案来实现的:

基于多Agent仿真的多轨道、交互式AGV生产调度系统中AGV数量与工作任务匹配的方法，其步骤如下：

(1)对AGV生产调度系统的设施布局进行测量，获取系统内部各装置的具体信息。

(2)采用多Agent仿真理论，根据步骤(1)测量获取的数据，建立AGV调度系统仿真模型，模拟生产过程中各装置的位置和AGV的运行规则。

(3)对任意生产任务，运行步骤(2)所建立的仿真模型，得到不同AGV数量下完成该生产任务所需的工作时间。根据获得的数据，得到生产任务、AGV数量和工作时间的匹配关系。必要时重复运行多次，得到三者之间的统计规律。

(4)根据步骤(3)所获得的规律，将工作任务和AGV数量进行匹配。

前述的基于多Agent仿真的多轨道、交互式AGV生产调度系统AGV数量与工作任务匹配方法，其特征在于AGV调度系统仿真模型根据对AGV生产调度系统的设施布局进行测量得到具体信息建立。

前述的基于多Agent仿真的多轨道、交互式AGV生产调度系统AGV数量与工作任务匹配方法，其特征在于采用多主体仿真方法对AGV调度系统的整个运行过程进行模拟。

前述的基于多Agent仿真的多轨道、交互式AGV生产调度系统AGV数量与工作任务匹配方法，其特征在于对AGV的建模给予多Agent思想，即将每个AGV看作独立决策的离散单元，在系统运行的过程中每个AGV按照自己的行动规则做出行动决策，从而总是可以为系统找出至少一个可行解。

前述的基于多Agent仿真的多轨道、交互式AGV生产调度系统AGV数量与工作任务匹配方法，其特征在于通过模拟系统运行的整个过程，得到工作任务、机器人数量和工作时间之间的相互关系。

本发明的原理具体叙述如下：

一、技术方案的第一部分：系统的固定装置主要包括一个装载台、一个卸载台、多个工作台、多个AGV等待区、以及连接这些固定装置的电磁轨道。另外系统还包括多个可移动的AGV。对系统进行测量需要获取的数据包括以下几类：