[發(fā)明專(zhuān)利]基于遺傳算法分段優(yōu)化的軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811203602.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109032150B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許化強(qiáng);王晶晶;趙曰峰;張立人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/02
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.基于遺傳算法分段優(yōu)化的軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征是，包括：

根據(jù)各數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)參數(shù)及預(yù)設(shè)加工參數(shù)分段優(yōu)化軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)在各個(gè)可停靠位置的停靠順序；

其中，編碼：將軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)可停靠的位置用數(shù)字表示，循環(huán)使用遺傳算法，每次優(yōu)化軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)未來(lái)N次的停靠位置，直到到達(dá)最大工作時(shí)間，將軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)未來(lái)N次的停靠位置編碼成一個(gè)長(zhǎng)度為N的基因串；

編碼基因串時(shí)，根據(jù)指定的基因串長(zhǎng)度和編碼方案構(gòu)建基因串，生產(chǎn)指定規(guī)模的初始種群；

以軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)位置為基本元素構(gòu)建基因串，編碼方案為：

步驟2-1：以軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)當(dāng)前位置為第一個(gè)數(shù)字，加入到基因串中；

步驟2-2：隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)代表位置的整數(shù)，該整數(shù)大于等于0小于等于軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)位置的最大數(shù)值，且與基因串中上一個(gè)位置不同，將該數(shù)字加入到基因串中；

步驟2-3：如果滿足基因串長(zhǎng)度要求，則本基因串編碼完成，否則轉(zhuǎn)到步驟2-2；

步驟2-4：計(jì)算基因串的適應(yīng)度；

重復(fù)隨機(jī)構(gòu)建基因串，直到滿足數(shù)量規(guī)模要求；

解碼：軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)在停靠位置上獲取兩側(cè)數(shù)控機(jī)床狀態(tài)數(shù)據(jù)，提供上下料服務(wù)，將軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)移動(dòng)N步過(guò)程中所完成的工件數(shù)與所費(fèi)時(shí)間之比作為基因串適應(yīng)度；

遺傳算法經(jīng)過(guò)交叉、變異、保留精英基因串操作，通過(guò)多輪進(jìn)化獲取最優(yōu)基因串，并作為軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)未來(lái)N次的移動(dòng)方式。

2.如權(quán)利要求1所述基于遺傳算法分段優(yōu)化的軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征是，基因串的適應(yīng)度計(jì)算方法為：

步驟3-1：從基因串中取第一個(gè)代表位置的數(shù)字，記為curPosi，記錄軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)處在該位置時(shí)的系統(tǒng)時(shí)間，作為開(kāi)始時(shí)間，記為start_time，獲取每個(gè)數(shù)控機(jī)床的加工狀態(tài)信息；

步驟3-2：軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)在基因串第一個(gè)代表位置上進(jìn)行操作；

步驟3-3：如果預(yù)測(cè)軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)直接移動(dòng)到下一位置next_posi的最早可操作時(shí)間next_oper_time是基因串中的最后一個(gè)數(shù)字，則不執(zhí)行任何操作，該位置作為下次初始化種群時(shí)軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)的初始位置，轉(zhuǎn)到步驟3-4，如果不是最后一個(gè)數(shù)字，則轉(zhuǎn)到步驟3-2；

步驟3-4：計(jì)算適應(yīng)度方法為：fitness＝本基因串規(guī)劃的軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)移動(dòng)期間完工物料數(shù)量/(當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間-start_time)。

3.如權(quán)利要求2所述基于遺傳算法分段優(yōu)化的軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)動(dòng)態(tài)調(diào)度方法，其特征是，所述步驟3-2：軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)在基因串第一個(gè)代表位置上的操作包括：

(1)從當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的兩個(gè)數(shù)控機(jī)床中選擇一個(gè)軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)能夠最早執(zhí)行上下料操作的，如果沒(méi)有故障，立即操作，軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)分別為對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床執(zhí)行操作：

(1.1)如果對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床當(dāng)前未加工物料，根據(jù)數(shù)控機(jī)床可以加工的工序，軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)花費(fèi)時(shí)間為其上物料，并更新軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)時(shí)間，如果沒(méi)有物料可上，則空閑；

(1.2)如果對(duì)應(yīng)數(shù)控機(jī)床當(dāng)前是加工完畢狀態(tài)，軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)為其執(zhí)行上下料操作，并更新軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)時(shí)間：

其中，如果該數(shù)控機(jī)床僅能加工第一道工序，則下料后需記錄該物料類(lèi)型和位置，并上新料；

如果該數(shù)控機(jī)床加工第二道工序，則下料后需記錄完工物料數(shù)量，并選一個(gè)待加工第二道工序的物料上料，如果沒(méi)有代加工物料，則不需上料，然后，軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)清洗完工物料；

(2)計(jì)算兩個(gè)數(shù)控機(jī)床的最早可操作時(shí)間記為oper_time，以及預(yù)測(cè)軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)直接移動(dòng)到下一位置next_posi的最早可操作時(shí)間next_oper_time；

如果oper_time＝next_oper_time，則軌道式自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)在當(dāng)前位置等待，直到可以操作，否則移動(dòng)到下一位置。