發(fā)布時間：2020-10-27 11:59

　　 自動導(dǎo)航運輸車(Automated Guided Vehicle,AGV)出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,是一種自動化的智能運輸設(shè)備,屬于移動輪式機器人的一種,AGV可以在自動化生產(chǎn)線或物料運輸系統(tǒng)中完成物料搬運、運輸、轉(zhuǎn)移等任務(wù),是整個物流運輸自動化系統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分之一。制造業(yè)生產(chǎn)運輸及物流業(yè)倉儲物流等產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸采用AGV自動運輸來代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工搬運和叉車搬運等方式,這些企業(yè)的生產(chǎn)物流訂單大多具有周期短、批次多、單次運輸量小、路徑復(fù)雜等特點,因此,研發(fā)一套高效率、優(yōu)化任務(wù)分配方案并能為多AGV規(guī)劃出無沖突最短路徑的AGV調(diào)度管理系統(tǒng)具有重要現(xiàn)實意義。本文通過分析總結(jié)國內(nèi)外的AGV調(diào)度與路徑規(guī)劃算法研究現(xiàn)狀,對AGV系統(tǒng)調(diào)度原則與調(diào)度任務(wù)、AGV路徑規(guī)劃算法等方面進行了研究,開發(fā)了一套AGV調(diào)度管理系統(tǒng)軟件。論文主要研究內(nèi)容如下:基于AGV調(diào)度系統(tǒng)的功能需求和模塊化設(shè)計原則,對調(diào)度系統(tǒng)各個功能模塊進行介紹,對AGV軟件系統(tǒng)體系分類為應(yīng)用層、控制傳輸層和模塊功能層三類,規(guī)劃出AGV軟件系統(tǒng)的工作流程,并進行了數(shù)據(jù)庫設(shè)計和AGV調(diào)度管理系統(tǒng)軟件設(shè)計�；趫D論的拓?fù)涞貓D表示方法,結(jié)合鄰接表的存儲方式,建立了 AGV電子地圖模型,對實際車間環(huán)境中的上/下料點、充電站、�？奎c等位置進行了描述;基于復(fù)合指標(biāo)調(diào)度原則,綜合考慮AGV的行駛距離和AGV利用率,進行了調(diào)度任務(wù)的建模,提出了一種分任務(wù)隊列的在線式任務(wù)調(diào)度策略,可滿足多任務(wù)分配給多AGV的調(diào)度需求,定義了任務(wù)和任務(wù)的生命周期,并對任務(wù)優(yōu)先級進行了分配;針對工廠內(nèi)物流運輸AGV采用傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法轉(zhuǎn)彎過多的情況,提出了一種改進的A*算法,在基于曼哈頓距離的啟發(fā)函數(shù)上加入轉(zhuǎn)彎權(quán)值,通過20組仿真實驗驗證,改進后A*算法平均搜索量為125次,平均轉(zhuǎn)彎次數(shù)為3次,優(yōu)于傳統(tǒng)A*算法40%,驗證了改進A*算法的搜索量和轉(zhuǎn)彎次數(shù)優(yōu)于A*算法。基于單AGV調(diào)度運行實驗,驗證了調(diào)度系統(tǒng)對AGV規(guī)劃出了一條轉(zhuǎn)彎次數(shù)最少的最短路徑的要求;也進一步驗證了改進的A*最短路徑規(guī)劃算法是合理的,能夠達到預(yù)期目標(biāo);基于單AGV多任務(wù)隨機分配測試實驗,驗證了 10組任務(wù)分配給同一 AGV,其中,10組任務(wù)均能規(guī)劃出最短路徑,8條路徑轉(zhuǎn)彎次數(shù)最少,驗證了調(diào)度系統(tǒng)在進行多任務(wù)的分配時,所規(guī)劃的路徑均為最短路徑且轉(zhuǎn)彎次數(shù)較少;基于對雙AGV的調(diào)度運行實驗,驗證了調(diào)度系統(tǒng)對AGV1和AGV2均規(guī)劃出最短且轉(zhuǎn)彎次數(shù)最少的路徑,在節(jié)點兩輛AGV發(fā)生沖突時,AGV1由于優(yōu)先級更高會優(yōu)先通行,驗證了調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)先級分配策略的有效性。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH22
【部分圖文】：

和ＡＧＶ本地監(jiān)控技術(shù)等方面日趨成熟［＇作為柔性智能化的物料搬運設(shè)備，ＡＧＶ??的應(yīng)用場景也愈來愈多樣化，由單一的運輸設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑倪\輸工具、分揀??設(shè)備、裝配工具、服務(wù)工具等。如圖１－２所示，ＡＧＶ廣泛的應(yīng)用于電商分揀中??心、制造業(yè)原料倉庫及成品倉庫、３Ｃ制造業(yè)和煙草、醫(yī)療、汽車、食品、服裝等??行業(yè)，如，上海洋山港碼頭應(yīng)用了重載集裝箱搬運ＡＧＶ，南京夫子廟出現(xiàn)了自??動泊車機器人，許多電商、快遞企業(yè)使用了分揀機器人來搬運和分揀貨物，并且??據(jù)專業(yè)媒體報道，２０１６年中國ＡＧＶ市場保持了?２５％以上速度的增長［８］。??■■■■■Ｉ?■剛＿ｒ—?ｉｒ?—??（ａ）ＡＧＶ應(yīng)用于制造業(yè)?（ｂ）ＡＧＶ應(yīng)用于汽車行業(yè)??ＳＰｒｆｅ＾??（ｃ）ＡＧＶ應(yīng)用于物流業(yè)?（ｄ）ＡＧＶ應(yīng)用于港口行業(yè)??圖１－２ＡＧＶ在各行業(yè)的應(yīng)用??制造業(yè)生產(chǎn)運輸及物流業(yè)倉儲物流等產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸采用ＡＧＶ自動運輸來代??替?zhèn)鹘y(tǒng)手工搬運和叉車搬運等方式，這些企業(yè)的生產(chǎn)物流訂單大多具有周期短、??批次多、單次運輸量小、路徑復(fù)雜等特點，因此，研發(fā)一套高效率、優(yōu)化任務(wù)分??２??

Ｖ關(guān)鍵技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢??Ｖ的研究發(fā)展概況??Ｖ的發(fā)展起源于美國，在美國、歐洲、日本等國家的發(fā)展都非上著名的ＡＧＶ廠商絕大多數(shù)來自歐美［９］，ＡＧＶ由瑞典在１９６９作業(yè)過程中首次采用，１９７３年瑞典ＶＯＬＶＯ公司在ＫＡＬＭＡＲ轎大量的采用了?ＡＧＶ進行自動化裝配作業(yè)［ＩＧ］。比利時公司Ｅｇｅｍｉｎ慣性導(dǎo)引與激光導(dǎo)引結(jié)合的導(dǎo)引方式，其公司主要專注于三大業(yè)系統(tǒng)、ＡＧＶ自動導(dǎo)引車系統(tǒng)、地鏈輸送系統(tǒng)，如圖１－３所示，儲管理系統(tǒng)仿真模型。近年來，ＡＧＶ己在世界范圍內(nèi)獲得廣泛認(rèn)用于車體的精確控制和導(dǎo)引，可精確控制ＡＧＶ在窄巷道里重復(fù)精確地對貨物定位或管理復(fù)雜的貨物搬運操作，允許系統(tǒng)里所導(dǎo)引傳感器按照既定的路線行駛，它是一個開放的操作平臺［１１］。??

其倉儲物流ＡＧＶ的使用呈現(xiàn)爆發(fā)增長的態(tài)勢，因此，這也給了國內(nèi)ＡＧＶ??企業(yè)立足國內(nèi)市場，進而發(fā)展為成熟的研發(fā)生產(chǎn)體系的機會。ＡＧＶ的增長趨勢??如圖１－４所示。??１２０００???—????１８０％??擊－１６０％??１００００?????Ｗ??－?１４０％??抝⑴??????／?－?１２０％??／?Ｍ?－?１００％??６０００????—罐?￣??／?Ｈ?＊?８０％??４０００??——－?６０％??漏－■肩－喜—娜??■?■?■?■?■?■?＇?觀??２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??钃■新增量?１２６０?１８７０?２３８０?３２００?４２８０?１１３００??—増長率?｜?２０％?４８％?２７％?３４．５０％?３４％?１６０％??圖１－４?２０１１－２０１６年中國ＡＧＶ新增量與增長率（單位：臺）??由圖可知，我國ＡＧＶ產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模不斷提升，在世界上增長率處于領(lǐng)先??地位，并且ＡＧＶ的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)不局限與工業(yè)領(lǐng)域，如汽車企業(yè)、煙草企業(yè)等，??現(xiàn)在ＡＧＶ在商業(yè)服務(wù)行業(yè)，如：倉儲物流、自動泊車、醫(yī)療服務(wù)等都有廣泛的??應(yīng)用。其中，由于電商及快遞行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了倉儲物流ＡＧＶ需求的爆??發(fā)式增長。２０１６年倉儲ＡＧＶ銷量接近１５００臺，占整體ＡＧＶ銷量的１５％［１２］。??１．２．２?ＡＧＶ調(diào)度理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??ＡＧＶ調(diào)度是指在某些約束條件下，例如截止時間、優(yōu)先級等，分配一組ＡＧＶ??來實現(xiàn)特定約束條件下的一組上料或下料的任務(wù)。這些任務(wù)通常與資源的處理時??間或資源利用有關(guān)
【參考文獻】

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本文編號：2858494