本文關(guān)鍵詞：AGV系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計若干關(guān)鍵問題及求解方法研究

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【摘要】：本課題來源于國家自然科學(xué)基金項目“柔性車間設(shè)施布局與帶裝載約束的AGV (Automated Guided Vehicle)路徑規(guī)劃集成優(yōu)化方法”(基金號：61304206),以深圳某公司的生產(chǎn)制造系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計作為工程背景,研究了AGV系統(tǒng)綜合設(shè)計的若干問題和射頻識別(RFID—Radio Frequency Identification)技術(shù)應(yīng)用部署及其求解方法,旨在整個降低系統(tǒng)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的物料搬運(yùn)成本,并在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)對生產(chǎn)運(yùn)輸過程的管理和監(jiān)控。當(dāng)前我國制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)缺乏科學(xué)長遠(yuǎn)的布局設(shè)計,其全生命周期價值較低。當(dāng)前一些研究工作大多未能全面完整對制造系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計,或?qū)⒃O(shè)計工作涵蓋的部分內(nèi)容分步解決,其缺乏科學(xué)性。為克服這些缺陷,本文對AGV系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的規(guī)劃設(shè)計,其涵蓋了設(shè)備分配、設(shè)備布局、轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)置、回路布置和RFID閱讀器部署這些設(shè)計問題。本文提出了一種協(xié)同進(jìn)化思想將AGV系統(tǒng)設(shè)備分配布局設(shè)計問題集成在一個框架內(nèi)解決,以保護(hù)這些問題之間的耦合關(guān)系,并提出了一個混合優(yōu)化算法——遺傳野草算法(IWOGA)負(fù)責(zé)協(xié)同進(jìn)化框架的優(yōu)化。同時,還提出了一種雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法對AGV系統(tǒng)實現(xiàn)了綜合設(shè)計,最后在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置RFID標(biāo)簽以管理生產(chǎn)過程,并部署閱讀器對這些標(biāo)簽實現(xiàn)覆蓋管理。本文的主要研究內(nèi)容匯總?cè)缦拢?1)分析了AGV系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的若干關(guān)鍵問題并構(gòu)建了涵蓋AGV系統(tǒng)多個子問題的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型,其優(yōu)化目標(biāo)為最小化整個生產(chǎn)系統(tǒng)的物料運(yùn)輸成本。(2)提出一個協(xié)同進(jìn)化框架將設(shè)備分配和布局、轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)置以及回路的相對位置布置集成在一起編碼并進(jìn)行迭代優(yōu)化,并結(jié)合遺傳算法和野草算法的優(yōu)點提出了一個遺傳野草算法(IWOGA)作為協(xié)同進(jìn)化框架的優(yōu)化算法,利用4個標(biāo)準(zhǔn)單向環(huán)形回路布局算例(ULLPs)驗證了IWOGA在解決設(shè)備布局問題的有效性。最后設(shè)計了三個AGV系統(tǒng)設(shè)備分配布局算例驗證了協(xié)同進(jìn)化框架在將這些問題耦合在一起解決的優(yōu)勢。(3)在協(xié)同進(jìn)化框架的基礎(chǔ)上提出了一個更為全面的雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法用以解決貼近實際的AGV系統(tǒng)綜合設(shè)計問題,并完善了綜合設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法由協(xié)同進(jìn)化框架(作為子系統(tǒng)A)和提出的一個子系統(tǒng)B組成,并提出了一個協(xié)同進(jìn)化策略聯(lián)接兩個子系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化。設(shè)計的算例證明了雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法的有效性。(4)研究并建立了RFID閱讀器在AGV系統(tǒng)中部署的數(shù)學(xué)模型和策略,在AGV系統(tǒng)的綜合設(shè)計圖上設(shè)置了RFID標(biāo)簽以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程和物料運(yùn)輸?shù)墓芾?使用本文提出的IWOGA對閱讀器的部署進(jìn)行優(yōu)化,以實現(xiàn)對實現(xiàn)以最少的閱讀器和最低的工作頻率對全部標(biāo)簽實現(xiàn)覆蓋和管理。最后將設(shè)定的RFID標(biāo)簽和優(yōu)化后的閱讀器部署位置加到AGV系統(tǒng)綜合設(shè)計方案中,從而完成了AGV系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計全部工作。本課題針對AGV系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計,研究了AGV系統(tǒng)中設(shè)備分配布局的綜合設(shè)計問題和RFID技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用,提出了求解方法和策略,對當(dāng)前制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計具備一定的理論意義和應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH165

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本文編號：1307567