[發(fā)明專利]一種面向煙草工廠物料運(yùn)輸?shù)亩噍dAGV任務(wù)分配形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710794780.5
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107657364A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管建鋒;裘智峰;楊寧;陳杰;謝永芳;桂衛(wèi)華
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及AGV智能拍賣算法技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種面向煙草工廠 物料運(yùn)輸?shù)亩噍dAGV任務(wù)分配形成方法。

背景技術(shù)

在激烈的市場競爭中，制造企業(yè)在產(chǎn)品多樣化、客戶化定制、短交貨期等 方面面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在這樣的形勢下，制造系統(tǒng)迫切需要一個效率 更高的車間物料搬運(yùn)系統(tǒng)，充分發(fā)揮物料搬運(yùn)系統(tǒng)與制造系統(tǒng)的潛力，快速響 應(yīng)不斷發(fā)展變化的市場需求。

煙草行業(yè)自動化的生產(chǎn)過程，具有較高的生產(chǎn)柔性化，對物料的需求量大， 且物料的運(yùn)輸環(huán)節(jié)多，對管理信息系統(tǒng)要求高等特點(diǎn)，AGV作為智能化的運(yùn)載工 具，具有滿足煙草行業(yè)的上述特點(diǎn)的能力，再加上煙草行業(yè)普遍效益很好，資 金充足，有條件和能力更新先進(jìn)的設(shè)備，所以AGV在煙草企業(yè)得到了迅速推廣 和使用。

隨著煙草生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，機(jī)組存放的物料數(shù)量將會逐漸減少。因?yàn)闄C(jī)組 物料堆放處的容量有限，所以必須使用搬運(yùn)工具不斷地向生產(chǎn)線補(bǔ)充物料，以 免造成生產(chǎn)線停產(chǎn)。由于多載AGV能同時搬運(yùn)更多的煙草，具有更高的搬運(yùn)效 率，降低物料搬運(yùn)成本，多載AGV在煙草工廠越來越常見。

當(dāng)前多AGV系統(tǒng)中任務(wù)數(shù)量大，任務(wù)點(diǎn)包含信息復(fù)雜，參與的AGV眾多， 全局搜索算法的計算代價呈現(xiàn)指數(shù)增長，這使得全局搜索算法很難在規(guī)定的時 間內(nèi)尋找到任務(wù)分配問題的最優(yōu)解。從煙草工廠的生產(chǎn)線的實(shí)際情況來看，每 次物料搬運(yùn)僅需十多分鐘，且間隔時間短，在這樣的環(huán)境下，物料搬運(yùn)任務(wù)分 配過程哪怕只持續(xù)短短的幾十秒時間，都會影響調(diào)度結(jié)果的有效性。所以，在 煙草工廠中，對多載AGV進(jìn)行調(diào)度，必須根據(jù)實(shí)際情況，在較短的時間內(nèi)完成 任務(wù)分配。因此本發(fā)明運(yùn)用拍賣算法，提高任務(wù)分配效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的面向煙草工 廠物料運(yùn)輸?shù)亩噍dAGV任務(wù)分配形成方法，該方法基于拍賣算法，以及結(jié)合 A-star算法路徑尋優(yōu)，通過AGV之間協(xié)同合作解決環(huán)境中多個任務(wù)的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種面向煙草工廠物料運(yùn)輸?shù)亩噍dAGV任 務(wù)分配形成方法，該方法包括：

S1：檢測環(huán)境地圖，理清任務(wù)分配需要考慮的因素及難點(diǎn)；

S2：任務(wù)發(fā)生時，通過拍賣算法，生成任務(wù)分配方案，AGV根據(jù)該任務(wù)分配 方案執(zhí)行任務(wù)。

進(jìn)一步，所述步驟S1中，包括：

S11：對給定一張目標(biāo)煙草工廠環(huán)境地圖，所述地圖上分布有位置不同的任 務(wù)點(diǎn)、多個具有任務(wù)執(zhí)行能力的AGV和若干個障礙物；

S12：根據(jù)任務(wù)點(diǎn)的位置以及任務(wù)量，理清任務(wù)分配需要考慮的因素及難點(diǎn) 分析。

進(jìn)一步，所述步驟S11中，所述的環(huán)境為目標(biāo)煙草工廠環(huán)境，對給定的環(huán) 境地圖建立直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)系以x軸向右為正方向，y軸向上為正方向，并將 該工作環(huán)境劃分為多個柵格，環(huán)境地圖在空間上分布有N(N∈Z⁺)個任務(wù)點(diǎn)、 M(M∈Z⁺)個AGV以及B(B∈Z⁺)個障礙物，并分別確定AGV、任務(wù)點(diǎn)和障礙物的 坐標(biāo)。

其中，任務(wù)點(diǎn)用字母j表示，其中j＝1,2,…,N，任務(wù)點(diǎn)在地圖上近似于一個 點(diǎn)。AGV用字母i表示，其中i＝1,2,…,M。障礙物用字母b表示，其中b＝1,2,…,B。

任務(wù)點(diǎn)在地圖上的坐標(biāo)為其中j＝1,2,…,N；AGV在地圖上的坐標(biāo)為 其中i＝1,2…M；障礙物在地圖上的坐標(biāo)為其中k＝1,2,…,B。

任務(wù)點(diǎn)與AGV之間的距離公式為：

假定任務(wù)點(diǎn)j坐標(biāo)與任務(wù)點(diǎn)j'坐標(biāo)分別為則兩者之間距 離公式為：

進(jìn)一步，所述步驟S12中，任務(wù)點(diǎn)j(j＝1,2,…,N)在(t+Δt)時刻的狀態(tài)量用方 程表示為：

式中：

s_j(t+Δt)，s_j(t):任務(wù)j(i＝1,2,…,M)分別在(t+Δt)和t階段的任務(wù)量，即機(jī)組j 需要的物料量；

v_ki:AGVi的卸貨能力且v_ki＞0；

Δt:t與(t+Δt)之間的時間差；

當(dāng)AGVi的任務(wù)點(diǎn)為j時，x_ij＝1，否則x_ij＝0；

ε:任務(wù)量閾值，設(shè)定任務(wù)量閾值ε判斷任務(wù)是否完成，當(dāng)s_j(t)＜ε時，表示任 務(wù)已完成。