[发明专利]AGV系统设备协同优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及AGV技术领域，尤其涉及一种AGV系统设备协同优化方法。

背景技术

AGV是指装备有主控计算机，多种传感器等设备的自主运载车辆，它能沿着规定的导引路径行驶并执行短途运送任务。AGV属于轮式移动机器人的一种，其实为计算机控制、车辆工程、硬件和软件系统等多学科领域知识和技术的交叉产品。

在当前企业制造系统中自动化技术不断提高的背景下，柔性生产组织和自动化物流运输等系统对于物料运输方式提出了更高的要求，同时运输方式的革新也在推动生产方式的转变。AGV系统(AGV System)这种生产模式逐渐出现在生产制造系统中，AGV系统建立在AGV运输物料的基础上，其为一种柔性制造模式。

AGV系统是涵盖了光学、机电、信息通信等技术的一体化系统，其中AGV是承担物流运输工作的载体，其包含了驱动系统，导航系统，控制系统，转向系统等。AGV在制造系统中的应用能够显著降低物料搬运时间，运输等待时间和装卸时间等用以提高生产效率。AGV还需与上位机的控制系统进行搭接互通，以实现生产过程的柔性化。一个完整的现代化制造系统还需要进行数字化物料配送以优化仓储管理，优化物料输运流程。当前RFID广泛的应用在制造系统中以实现对物料的信息化和集成化管理，在AGV系统布局设计完成后，使用RFID技术对AGV生产物料的配送过程进行跟踪和管理。RFID技术将在下文进行详细阐述。

AGV系统有诸多布局形式，如网格式布局方式，区域式布局方法和区段式布局等。其中网格式布局方式的AGV系统更具柔性，对这类布局模式的研究较多，但是其AGV行进路线的控制较为复杂，需要考虑到多车调度，以解决车辆堵塞和冲突的情况。而区域式布局模式即将生产单元划分为若干互相独立互不干涉的回路，由Bozer于1989年提出，其每个回路只有一台AGV负责本回路的物料搬运工作，相邻的回路之间由转运站(又称装卸点，P/D站)负责跨回路之间的物料的运送工作。这种模式得到了众多规划布局设计人员的青睐。

鉴于区域式布局形式简单，且易于管理，所以本发明研究的AGV系统为区域式AGV系统(Tandem AGV Systems)，其采用区域式布局模式。除了AGV的布局模式，对于AGV系统规划设计的相关问题研究已有多年，如设备的分配(指派)，回路的布局，回路中转运站(P/D站)的设置，回路的布置，回路间负载的平衡问题，车辆的路径规划，车辆的调度和控制系统的设计等等。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种AGV系统设备协同优化方法。

为实现上述目的，根据本发明实施例的AGV系统设备协同优化方法，包括以下步骤：

S1、初始化种群并计算其适应度值；

S2、设定iter＝1，iter为当前迭代次数；

S3、按照适应度值大小排序并将前10％*M的个体保存至子代；

S4、对前40％*M，40％-70％*M，70％-100％*M的种群分别执行进化机制，其中，前40％*M进行交叉操作，40％-70％M进行变异操作，70％-100％*M进行重生成操作；

S5、按照种群生成规则形成新种群并计算适应度值；

S6、根据裁剪规则裁剪种群；

S7、保存该代最优个体；

S8、判断iter+1是否小于iter_max，iter_max为最大迭代次数；

若iter+1小于iter_max，则输入最优解；

若iter+1大于或等于iter_max，则返回执行步骤S3及后续步骤。

优选地，所述交叉操作为：取两个不超过在该个体设备序列中设备的数量N的随机数r1和r2，并将1-r1和r2-N之间的片段进行交换。

优选地，所述变异操作为：任取不超过设备数量N的两个随机数r1和r2，然后交换在r1和r2位置上的设备。

优选地，所述种群的生成规则表示为：

w_i＝f_i+σ_cur*randn(1,dim)*ξ，其中，

f_i为父代序列，σ_cur*randn(1,dim)为震荡因子，其中randn为服从正态分布的随机数，ξ为调和系数。

优选地，所述裁剪规则为：采用分层随机裁剪法，随机的去处种群每一层中的部分个体，根据种群的不同层次实施不同的操作。