[发明专利]一种基于自组织自动导引车的柔性物流配送任务分配方法

说明书

本发明公开的一种基于自组织自动导引车的柔性物流配送任务分配方法，属于车间装配系统物流配送领域。本发明以自组织自动导引车SAGV为基础，根据任务特点将物流配送任务分为零部件配送任务和装配设备配送任务，并创建动态装配设备物流配送任务；根据动态物流配送任务分配的优化目标以及时间窗约束，建立多机协同物流配送任务分配模型；提取物流配送任务和自组织自动导引车SAGV的关键属性，运用改进基因表达规划算法经过多次迭代得到最优任务分配规则；使用学习得到的任务分配规则计算每辆自组织自动导引车SAGV优先权，根据优先权为物流配送任务分配所需的自组织自动导引车SAGV组合，实现动态柔性物流配送任务分配，提高设备利用率，降低成本。

技术领域

本发明属于车间装配系统物流配送领域，涉及一种基于自组织自动导引车的柔性物流配送任务分配方法。

背景技术

飞机、轮船、重型机械设备等大型复杂产品是典型的小批量定制化产品，其装配过程具有耗费时间长、占用空间大、装配辅助设备及物料种类多等特点，使得装配流程规划成为产品生产的主要瓶颈问题。物流配送是产品装配过程中最重要的一部分，物流配送的准确性和及时性对产品的装配质量、装配速度以及装配车间的空间等影响大，低效的物流配送严重影响装配线的运转和系统成本。自动导引车具有自主路径规划、自主避障等功能，在承载机构或牵引机构的辅助下，自动导引车自主完成物料或设备的装载、搬运和卸载过程，这促使以自动导引车为主的柔性物流配送设备被广泛用于大型复杂产品装配线的物流配送过程。然而，大型复杂产品装配线所需的物料种类多、尺寸或重量变化大，当前被广泛应用的自动导引车仅能独自完成物流配送任务，不支持多机协同，大大降低了物流设备的利用率，同时，自动导引车成本较高，大量使用会造成物流配送系统的成本过高。

近年来，协作机器人被开发并进行应用验证，其可以根据任务自主协同完成物流配送任务，大大提高了物流配送系统的柔性。然而，当前的物流配送任务分配方法难以用于多机协同环境下的任务分配，主要在于，静态算法最优解是针对具体问题的，缺乏动态性和鲁棒性；基于经验的简单规则动态算法使用简单，但是求解效果差。因此，为了满足柔性物流配送任务分配的动态性、实时性、复杂性需求，急需建立动态多机协同物流配送模型，寻找更好的任务分配方法，提高物流配送的实时性和准确性，降低物流配送系统的成本。

发明内容

为解决动态柔性物流配送任务分配问题，本发明的目的是提供一种基于自组织自动导引车的柔性物流配送任务分配方法，能够提取任务分配涉及的相关属性，进化学习得到最优的任务分配规则，实现动态柔性物流配送任务分配，提高设备利用率，降低物流配送系统的成本。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种基于自组织自动导引车的柔性物流配送任务分配方法，以自组织自动导引车SAGV为基础，针对大型复杂产品装配线的物流配送过程，根据任务特点将物流配送任务分为零部件配送任务和装配设备配送任务，并创建动态装配设备物流配送任务；根据动态物流配送任务分配的优化目标以及时间窗约束，建立多机协同物流配送任务分配模型；提取物流配送任务和自组织自动导引车SAGV的关键属性，运用改进基因表达规划算法经过初始化、评价、选择、交叉、变异、邻域搜索等步骤的多次迭代得到最优任务分配规则；使用学习得到的任务分配规则计算每辆自组织自动导引车SAGV优先权，根据优先权为物流配送任务分配所需的自组织自动导引车SAGV组合，实现动态柔性物流配送任务分配。

本发明公开的一种基于自组织自动导引车的柔性物流配送任务分配方法，包括如下步骤：

步骤一：定义自组织自动导引车SAGV。自组织自动导引车SAGV是指一类具有协同物流配送功能的移动机器人，多个自组织自动导引车根据任务指令柔性组合为一个整体，完成目标物流配送任务。

步骤二：对物流配送任务进行分类，并创建动态装配设备物流配送任务。

步骤2.1：对物流配送任务进行分类。