多移動(dòng)機(jī)器人存取系統(tǒng)(robotic mobile fulfillment system,RMFS)是近年來(lái)物流領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一類自動(dòng)存取系統(tǒng)。自尋址機(jī)器人車(autonomous vehicle,AV)之間的沖突是影響該系統(tǒng)運(yùn)作效率的主要原因。本文圍繞RMFS的機(jī)器人沖突問(wèn)題,基于沖突預(yù)測(cè)探索減少?zèng)_突的多移動(dòng)機(jī)器人存取系統(tǒng)調(diào)度方法,分別對(duì)RMFS的無(wú)沖突調(diào)度問(wèn)題和動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題展開(kāi)研究,提出基于沖突預(yù)測(cè)的多移動(dòng)機(jī)器人存取系統(tǒng)調(diào)度方法及評(píng)價(jià)調(diào)度方法的測(cè)試算例,最后進(jìn)行了原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)分析了 RMFS中AV間沖突的影響因素,包括AV操作時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行路徑。將沖突分為固定障礙沖突、移動(dòng)障礙沖突和動(dòng)態(tài)事件沖突,提出了沖突預(yù)測(cè)方法,以事前調(diào)度代替?zhèn)鹘y(tǒng)的事后調(diào)度。建立了多移動(dòng)機(jī)器人存取系統(tǒng)調(diào)度的優(yōu)化模型。2)以無(wú)沖突為目標(biāo),提出了沖突預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)的RMFS無(wú)沖突調(diào)度方法。利用改進(jìn)A*算法進(jìn)行路徑集規(guī)劃解決固定障礙沖突,基于模擬退火算法優(yōu)化任務(wù)順序、任務(wù)分配情況和路徑選擇,采用沖突預(yù)測(cè)方法完全避免移動(dòng)障礙沖突和AV被動(dòng)停車。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提方法與傳統(tǒng)事后調(diào)度方法相比...

【文章頁(yè)數(shù)】：165 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題背景與研究意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 調(diào)度問(wèn)題研究現(xiàn)狀
        1.2.2 RMFS問(wèn)題研究現(xiàn)狀
        1.2.3 RMFS無(wú)沖突調(diào)度問(wèn)題研究現(xiàn)狀
        1.2.4 RMFS動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題研究現(xiàn)狀
        1.2.5 數(shù)字孿生技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.6 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 論文的研究?jī)?nèi)容
2 RMFS沖突分析與沖突預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型
    2.1 RMFS工作流程分析
    2.2 AV運(yùn)行效率分析
        2.2.1 AV操作時(shí)間分析
        2.2.2 AV運(yùn)行狀態(tài)分析
        2.2.3 AV運(yùn)行路徑分析
    2.3 多AV沖突分析
        2.3.1 沖突類型
        2.3.2 沖突影響因素
    2.4 沖突預(yù)測(cè)和優(yōu)化調(diào)度
        2.4.1 沖突預(yù)測(cè)
        2.4.2 優(yōu)化調(diào)度
    2.5 調(diào)度問(wèn)題數(shù)學(xué)模型
        2.5.1 符號(hào)定義
        2.5.2 假設(shè)條件
        2.5.3 數(shù)學(xué)模型
    2.6 本章小結(jié)
3 沖突預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)的RMFS無(wú)沖突調(diào)度問(wèn)題研究
    3.1 無(wú)沖突調(diào)度思想
    3.2 雙向道布局分析
    3.3 無(wú)沖突調(diào)度問(wèn)題數(shù)學(xué)模型
    3.4 雙向道無(wú)沖突調(diào)度方法
        3.4.1 路徑集規(guī)劃方法
        3.4.2 基于改進(jìn)SA的調(diào)度優(yōu)化算法
        3.4.3 基于無(wú)沖突調(diào)度方法的方案評(píng)估方法
    3.5 無(wú)沖突調(diào)度問(wèn)題仿真實(shí)驗(yàn)
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.5.2 智能算法對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        3.5.3 參數(shù)實(shí)驗(yàn)
        3.5.4 不同任務(wù)組對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        3.5.5 小型仿真模型
    3.6 本章小結(jié)
4 沖突預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)的RMFS動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題研究
    4.1 動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題描述
        4.1.1 動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題
        4.1.2 動(dòng)態(tài)事件分析
    4.2 動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題數(shù)學(xué)模型
    4.3 動(dòng)態(tài)調(diào)度方法
        4.3.1 動(dòng)態(tài)調(diào)度流程
        4.3.2 基于滾動(dòng)調(diào)度的預(yù)調(diào)度方法
        4.3.3 重調(diào)度規(guī)則
    4.4 動(dòng)態(tài)調(diào)度問(wèn)題仿真實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.4.2 任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 緊急訂單調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        4.4.4 重調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        4.4.5 動(dòng)態(tài)事件影響程度驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
5 沖突預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)的RMFS多AV調(diào)度測(cè)試算例研究
    5.1 測(cè)試算例分析
        5.1.1 算例布局及可擴(kuò)展性
        5.1.2 假設(shè)條件及可擴(kuò)展性
    5.2 測(cè)試算例設(shè)置
        5.2.1 算例參數(shù)設(shè)置
        5.2.2 任務(wù)組設(shè)置
    5.3 測(cè)試算例求解方法
        5.3.1 測(cè)試算例求解算法
        5.3.2 啟發(fā)式規(guī)則
    5.4 測(cè)試算例選擇方法
        5.4.1 上限和下限
        5.4.2 基于難度的選擇方法
    5.5 測(cè)試算例實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.5.2 算例實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.5.3 不同求解方法對(duì)比結(jié)果
        5.5.4 算例選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
6 RMFS原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
    6.1 整體架構(gòu)
    6.2 集中式調(diào)度流程
    6.3 工作機(jī)制
        6.3.1 物理系統(tǒng)的接收指令和采集數(shù)據(jù)機(jī)制
        6.3.2 虛擬系統(tǒng)方案生成與仿真機(jī)制
        6.3.3 數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理和對(duì)比機(jī)制
    6.4 系統(tǒng)支撐服務(wù)
        6.4.1 物理系統(tǒng)支撐服務(wù)
        6.4.2 虛擬系統(tǒng)支撐服務(wù)
        6.4.3 數(shù)據(jù)中心支撐服務(wù)
    6.5 實(shí)例驗(yàn)證
        6.5.1 三維仿真模型
        6.5.2 集中式調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        6.5.3 重調(diào)度實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論
    7.1 本文主要研究工作
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 任務(wù)組13調(diào)度方案
附錄B 測(cè)試算例
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3782890