面向緩存有限的柔性制造系統(tǒng)單AGV調(diào)度研究.pdf

1、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，制造業(yè)也步入了智能化的時(shí)代，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制的柔性制造系統(tǒng)(FMS)在制造業(yè)中占有越來(lái)越舉足輕重的地位。自動(dòng)導(dǎo)航小車(chē)(AGV)作為柔性制造系統(tǒng)中運(yùn)輸系統(tǒng)的主要部分，為柔性制造系統(tǒng)的靈活運(yùn)作和準(zhǔn)確控制提供了快捷、效率的方式，在柔性制造系統(tǒng)中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。如何靈活的調(diào)度自動(dòng)導(dǎo)航小車(chē)，使得柔性制造系統(tǒng)的整體性能提升、節(jié)省工件的完工時(shí)間和成本，成為現(xiàn)代學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本論文主要研究了柔性制造系統(tǒng)中輸入/輸出緩存區(qū)

2、容量有限的約束下，單臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)航小車(chē)在完成各個(gè)加工單元的搬運(yùn)任務(wù)的調(diào)度問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1) FMS的總體描述。從FMS的構(gòu)成、搬運(yùn)任務(wù)、輸入/輸出緩存區(qū)的管理、自動(dòng)導(dǎo)航小車(chē)的管理和堵塞以及調(diào)度的約束等方面對(duì)柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行了全面的定義和分析。
　　(2)建立緩存區(qū)有限的單AGV調(diào)度模型。針對(duì)FMS中輸入/輸出緩存區(qū)容量有限的約束下建立單AGV在某一時(shí)刻內(nèi)未完成的搬運(yùn)任務(wù)的調(diào)度問(wèn)題，建立了數(shù)學(xué)模型，目標(biāo)是AG

3、V完成所有任務(wù)的時(shí)間最短。對(duì)于單AGV的調(diào)度問(wèn)題，考慮了有限的輸入/輸出緩存區(qū)容量、工件到達(dá)的隨機(jī)性、空AGV返程、同一時(shí)刻系統(tǒng)允許的最大工件量以及有限的資源等因素對(duì)AGV完成搬運(yùn)任務(wù)的影響，同時(shí)又設(shè)定AGV的管理規(guī)則，使得所建立的調(diào)度模型具備一定的實(shí)用性。
　　(3)算法設(shè)計(jì)和實(shí)例驗(yàn)證。根據(jù)所建立的FMS中緩存區(qū)有限的單AGV調(diào)度模型，設(shè)計(jì)了改進(jìn)的遺傳算法對(duì)FMS中不同任務(wù)數(shù)量的實(shí)例模型求解。改進(jìn)的遺傳算法是基于當(dāng)前最優(yōu)解的設(shè)計(jì)

4、改進(jìn)選擇、交叉的方式，使得算法在運(yùn)行過(guò)程中不易丟失當(dāng)前最優(yōu)解。
　　(4)算法設(shè)計(jì)和實(shí)例驗(yàn)證。根據(jù)所建立的FMS中緩存區(qū)有限的單AGV調(diào)度模型，設(shè)計(jì)了遺傳模擬退火算法對(duì)FMS中不同規(guī)模加工單元實(shí)例模型求解。遺傳模擬退火算法是基于改進(jìn)的遺傳算法的基礎(chǔ)上結(jié)合模擬退火算法改善初始種群，尋求局部最優(yōu)并保持，直到搜索出全局最優(yōu)。
　　本文從實(shí)際應(yīng)用的FMS中出發(fā)，研究了FMS中輸入/輸出緩存區(qū)容量有限的情況下，單AGV在完成某一個(gè)時(shí)刻