论文部分内容阅读
随着全球制造业的快速发展,各行各业对产品的多样化、个性化的要求越来越高,柔性化生产模式在制造领域被广泛采用,并逐渐成为未来的发展趋势。自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)由于安全、便捷和自动化程度高的优势已成为柔性制造车间生产物料运输的重要组成部分。为了提高AGV的物料搬运效率,改善柔性制造车间生产效率,降低生产运输成本,如何合理规划柔性制造车间AGV的运输路径,解决多AGV系统运行环境下的冲突,成为制造企业需重点解决的问题。本文在分析AGV路径规划研究现状的基础上,充分考虑运输距离和运输能耗等因素,针对柔性制造车间的AGV路径规划问题进行研究。主要研究内容如下:(1)单AGV系统节能路径规划问题研究。首先基于拓扑图法建立了柔性制造车间的电子地图,并设计了单行双向的电子地图路径;其次,结合AGV直行和转向两种行驶模式下的运动分析,建立了以运输路径和运输能耗为优化目标的单AGV节能路径规划数学模型;再次,提出了一种两阶段Dijkstra算法对单AGV节能路径规划数学模型进行求解;最后进行了仿真实验,得到了单AGV从当前位置到取货站点取货并运送至目标站点的距离短、能耗低的运输路径,证明了模型的有效性和求解方法的可行性。(2)基于时间窗的多AGV系统路径规划问题研究。首先基于能耗最优的原则将任务分配给AGV车辆;其次,在分析多AGV间路段和路口的冲突类型后,建立了基于时间窗的多AGV系统路径规划数学模型;再次,通过时间窗检测多AGV系统的冲突,并基于所提出的任务动态优先级制定方法进行平移时间窗或二次规划路径以解决AGV间的冲突;最后,进行了仿真实验验证,实验结果表明案例中的每辆AGV都能顺利完成运输任务,验证了所建模型和所提方法的正确性。(3)基于单AGV系统和多AGV系统路径规划的研究,开发AGV路径规划原型系统。为了管理系统中的AGV车辆与任务等信息并将AGV路径规划结果进行实时显示,结合柔性制造车间实际需求,开发了AGV路径规划原型系统,实现了对整个柔性制造车间AGV车辆和任务等信息的监控和管理,保证了系统中若出现问题可以及时得到解决。本文面向柔性制造车间,对单AGV系统和多AGV系统的路径规划问题进行了研究,提出了一种新的AGV路径规划方法和技术,对于提高柔性制造车间AGV路径规划效率具有一定的参考意义。