[發明專利]一種含有AGV的個性化定制柔性作業車間調度方法

在審

• 申請號: 202010732427.6
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111882215A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李文鋒;蔡磊;羅云
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明涉及一種含有AGV的個性化定制柔性作業車間調度方法，包括步驟：建立含有AGV的個性化定制柔性作業車間工業物聯網框架；設定調度的目標和參數；在生產過程中，車間生產的工件向云計算平臺發送物流需求指令，AGV接收云計算平臺轉發的物流需求指令，依據優先級法則選取優先級最高的物流需求指令，并規劃對應工件的生產計劃；加工單元按照生產計劃進行工件加工，并將加工完成的工件置于工件緩沖區，所述AGV同時按照計劃從緩沖區提取工件。本發明有助于構建無人化的智能工廠；實現生產設備與物流設備的高效協同方法；能夠滿足含有AGV的個性化定制柔性作業車間調度需求且比傳統調度規則在提前/拖期成本、設備利用率與能耗方面有一定的優勢。

技術領域

本發明涉及物聯網技術領域，更具體地說，涉及一種含有AGV的個性化定制柔性作業車間調度方法。

背景技術

伴隨著工業4.0時代的到來，5G、云計算、邊緣計算、大數據處理、數據孿生等先進信息技術也被陸續應用到生產制造企業中，幫助制造業從自動化往智能化轉型升級。新技術的助力使得企業能夠改變傳統的大批量生產模式，追求訂單驅動的生產模式。這種訂單驅動的生產是為了更好的適應當下市場多品種、小批量的個性化定制的需求，即個性化定制生產模式。

柔性作業車間調度(Flexible Job Shop Scheduling)是NP-hard問題，由于更貼近生產實際情況，已被大量的研究，而個性化定制柔性作業車間調度較之有所不同。在該問題中，工廠是依據訂單的到來，靈活組織生產。訂單工件抵達時間、種類、數量是隨機的；工件種類繁多、工序與加工時間不盡相同；每個工件的工藝是確定的，但是每個工件的每道工序可以被多種加工單元加工，這就要求調度要平衡多種加工單元的能力。

此外，個性化定制的車間對制造系統及其物流系統的柔性要求較高，AGV作為靈活、高效的物料搬運設備正被越來越多的智能工廠使用。因此業內需要一種能夠考慮AGV的個性化定制柔性作業車間調度方法。

個性化定制柔性車間擁有若干臺加工單元與AGV，車間布局已知；訂單工件隨機產生，種類與抵達時間均無法預測；客戶對訂單交貨期有一定要求；工件工序已知，且順序不能改變；每個工件的每道工序可被多臺加工單元加工，對應的加工單元與加工時間已知；加工單元與AGV的性能參數已知。調度是尋求多個指標的最優，有以下假設：

(1)每臺加工單元與AGV一次只能加工或運載一個工件；

(2)一個工件一次只能被一臺加工單元或AGV加工與運輸；

(3)加工單元提供有工件緩存區且容量不限；

(4)加工單元提供有AGV工件快速裝卸區，裝卸時間不作單獨考慮，視為加工時間的一部分；

(5)因為車間布局與AGV行駛速度已知，所以工件在各區域間物流運輸時間是可以被預測的。

目前國內外學界對含有AGV的個性化定制柔性作業車間調度的研究較少，僅有一部分對含有AGV的個性化定制流水作業車間調度或是含有AGV的傳統柔性作業車間或是不含AGV的個性化定制柔性作業車間的研究。