【摘要】：智能倉儲系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)體系中倉儲物流環(huán)節(jié)不可或缺的核心組成部分,正在由機械自動化向著機器人智能化水平不斷發(fā)展,尤其是近些年來電商、快遞等新興行業(yè)的繁榮帶動作用,極大促進了智能倉儲系統(tǒng)的智能化、信息化建設(shè)進程,倉儲式多AGV被廣泛使用,它可代替揀選人員高效作業(yè),實現(xiàn)作業(yè)環(huán)節(jié)的有效銜接。如何發(fā)揮多AGV的協(xié)同作業(yè)能力,提升系統(tǒng)效率,是該領(lǐng)域的核心與重點研究內(nèi)容。本文基于在線任務(wù)調(diào)度模式,以通用倉儲空間環(huán)境模型為對象,對智能倉儲系統(tǒng)的空間建模、路徑規(guī)劃、任務(wù)分配與調(diào)度問題進行深入研究,以期實現(xiàn)一種高效的倉儲式多AGV動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,研究智能倉儲AGV調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,并對系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能進行設(shè)計,通過分析通用倉儲空間的布局特點及實現(xiàn)功能,構(gòu)建雙層控制體系的倉儲空間地圖模型,實現(xiàn)AGV的定位、導航與可視化管理控制功能。然后,基于已建立的通用倉儲空間模型,以分析單AGV路徑規(guī)劃算法性能及適用范圍為基礎(chǔ),確定不同算法對于多AGV動態(tài)系統(tǒng)的改進價值。針對AGV間復(fù)雜作用關(guān)系,提出一種自動調(diào)整AGV優(yōu)先級順序的改進算法,利用交管規(guī)則從時間和空間上解決沖突。為進一步改善交通擁堵狀況,提升系統(tǒng)動態(tài)性和系統(tǒng)柔性,提出一種多步前瞻性啟發(fā)算法,增量式迭代規(guī)劃出最優(yōu)路徑,提前預(yù)防擁堵、解決沖突和減少規(guī)劃損失。隨后,分析多AGV調(diào)度系統(tǒng)的任務(wù)分配模式、作業(yè)流程及任務(wù)調(diào)度約束條件,在滿足系統(tǒng)作業(yè)特性的前提下,以最小化最大任務(wù)完成時間為主要目標,提出兩種分別考慮系統(tǒng)整體規(guī)劃性能和實時規(guī)劃性能的動態(tài)任務(wù)調(diào)度策略,從不同角度建立復(fù)合指標的數(shù)學模型,解決不同工況下的動態(tài)任務(wù)調(diào)度問題,實現(xiàn)系統(tǒng)整體性能最優(yōu)的任務(wù)調(diào)度。最后,基于QT圖形化程序開發(fā)框架,結(jié)合倉儲式多AGV動態(tài)路徑規(guī)劃算法和調(diào)度策略的理論研究成果,實現(xiàn)一種包括地圖管理、任務(wù)管理、系統(tǒng)管理的倉儲式多AGV調(diào)度系統(tǒng)上位機管理軟件,并進行模擬工況運行的應(yīng)用驗證,提出不同工況下的指導性工作模式方案。
【圖文】：

.3.1 智能倉儲系統(tǒng)研究應(yīng)用現(xiàn)狀智能倉儲系統(tǒng)是“工業(yè) 4.0”的核心組成部分，被業(yè)界寄予厚望，電商的高展加速了倉儲系統(tǒng)智能化建設(shè)進程[5]�；凇柏� 人”思想的智能倉儲系統(tǒng)被應(yīng)用于倉儲物流各個環(huán)節(jié)，不僅大幅削減了人員勞動強度，而且在提升倉儲利用率和節(jié)省人工成本等方面具有明顯優(yōu)勢。智能化物流裝備是實現(xiàn)系統(tǒng)功物質(zhì)基礎(chǔ)，，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出大量智能化物流裝備。除倉儲 AGV外，比較主流的“貨 人”系統(tǒng)的智能化裝備還包括下圖 1-1 所示的堆垛機層穿梭車、旋轉(zhuǎn)貨架、自動分揀機[6]。a) 堆垛機 b) 多層穿梭車

c) 快倉 d) �？祱D 1-2 智能倉儲 AGV 系統(tǒng)隨著新技術(shù)的革新與融合，AGV 的功能及性能得到極大的改進和提升，GV 產(chǎn)品的技術(shù)水平相對成熟，發(fā)揮多 AGV 的協(xié)同作業(yè)能力才是該領(lǐng)域的研心與重點，AGV 間的任務(wù)分配、調(diào)度策略和路徑規(guī)劃方式?jīng)Q定了多 AGV 系整體性能[8]。為了對多 AGV 系統(tǒng)進行整體研究，首先要建立合理的系統(tǒng)模型。小型 A統(tǒng)模型相對簡單，可以有選擇地忽略一些次要因素；但是大型 AGV 系統(tǒng)易產(chǎn)P 完備性、擁堵和死鎖等問題，極大增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，為建模過程了更高要求。由于實際系統(tǒng)過于復(fù)雜，大多數(shù)研究者未考慮任務(wù)延時、AGV和行駛速度波動等情況，都只將系統(tǒng)抽象成理想的靜態(tài)調(diào)度模型，很少研究實時工況、位置信息的動態(tài)調(diào)度模型。倉儲 AGV 系統(tǒng)在工作過程中需要管理大量 AGV 的運行，處理海量的訂單，系統(tǒng)復(fù)雜度的增加極大影響任務(wù)處理速度和 AGV 運行效果。業(yè)內(nèi)雖然對倉GV 系統(tǒng)的研究極為關(guān)注，但由于各大廠商在軟件和算法方面的弱勢，缺少具好魯棒性的設(shè)計與控制算法,倉儲 AGV 系統(tǒng)在實際應(yīng)用中常采取簡單的控制
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：F274;TP23

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本文編號：2648287