面向调度的异类多AGV管理与控制技术的研究
这是一篇关于多AGV,异类多AGV通信,路径规划,倍增思想的论文, 主要内容为在我国,随着大量企业和工厂的不断转型升级,工厂自动化程度不断提高,AGV在中国工业生产中扮演着越来越重要的角色。AGV作为一种自动化运输设备,可以在生产线、仓库等环境中自主行驶,完成物料的搬运和分拣任务,极大地提高了生产效率和运输效率。当前智能工厂中使用的多AGV系统,大多是用单一地图对同类型AGV实现多AGV的管理与控制,这无法满足相对复杂的工厂生产环境对于不同种类AGV之间协同作业和集中调度的要求。本文在传统调度系统的基础上,针对异类多AGV的管理与控制,设计合适的软件架构、多车订单管理、路径规划及优化、多车驱动架构和通信协议,有效解决了实际工厂中异类多AGV的管理与控制问题。主要研究工作如下:1.为了满足工厂中异类多AGV的管理需求,设计了基于微服务的异类多AGV管控系统。系统架构采用分层设计,分为应用界面层、应用接口层、服务层、数据存储层和基础设施层。服务层是架构的核心,针对多地图、多AGV的复杂情况,划分为控制核心和管理核心。控制核心允许有多个,每个控制核心管理单地图上的所有异类多AGV;管理核心统一管理和控制多个控制核心。在多厂区地图下,该系统可以实现对异类多AGV的运输订单管理、路径规划和异类AGV通信驱动的统一管理,具有高可用性、高扩展性和高灵活性的特点,能适用于不同规模和类型的企业。2.针对AGV在工厂中的路径规划问题,提出了一种基于倍增方式的路径搜索算法,有效地提高了路径规划的效率。算法主要设计思想是先对工厂地图进行预处理,再利用倍增的方法快速计算出每个节点与其相距2的幂次距离的点的连通性。最后在路径搜索过程中,基于预处理的结果,直接搜索相距2的幂次距离的点,避免了访问大量无关的节点,从而减少了搜索空间和时间。系统通过实验验证了该算法的正确性和优越性,优化了多AGV管控系统的路径规划。3.为了适应实际工厂环境中不同种类的AGV之间的协同作业需求,设计出了一种适用于异类多AGV的通信架构模型。该模型能够让AGV系统与采用不同通信方式和通信协议的AGV进行有效地信息交互。本文采用了统一调用接口和代码动态加载技术,使得该模型具有良好的可扩展性和兼容性。通过该模型,AGV系统能够实现对不同AGV的动态通信适配,并且能够集中管理异类多AGV的通信过程。
包装车间仓储式多AGV调度系统设计与实现
这是一篇关于多AGV,任务调度,避障策略,调度系统的论文, 主要内容为随着工厂物流自动化的发展,传统物料搬运方式正向自动化和智能化方向发展,自动导引车辆(Automated Guided Vehicle,AGV)具备智能化水平高、工作安全可靠、使用灵活性好等优点,因此在生产系统和仓储系统中获得了广泛应用。随着企业生产规模扩大,生产柔性及生产效率日益增加,单AGV系统难以满足生产的实际需求,多AGV系统应运而生,合理的调度对提高车间运输效率起到关键作用,因此设计开发一套功能完备、运行稳定高效的多AGV调度系统具有重要意义。本课题以某企业包装车间仓储区作为研究对象,对物流系统的任务分配、路径规划与避障策略、运行监测等问题深入研究,结合企业实际需求,设计并实现了一套多AGV调度系统,主要研究内容如下:首先,构建了多AGV调度系统的设计框架。针对国内外仓储管理、AGV任务调度、运行监测、路径规划及避障研究现状进行分析,给出AGV调度系统总体研究方案,并以某企业包装车间仓储环境及物料搬运为背景,构建仓储环境地图,对调度系统核心算法(任务调度和路径规划)进行了研究,为调度系统的设计和实现提供理论依据。其次,研究了一种多AGV任务分配方案。根据生产车间的实际需求,确定AGV数量和运行距离最小化双目标并建立调度模型,给出线性递减的惯性权重更新策略,均衡粒子群算法的探索和搜索能力,通过算例验证可见改进后算法在运行时间、解的收敛性及分布性方面均优于基本算法,并以某企业运输任务数据验证了该方法的有效性、可行性。再次,设计了一种多AGV路径规划及避障策略。结合仓储环境作业特点,给出了优化排序过程的A*算法;针对多AGV调度冲突问题,提出基于时间窗的多AGV避障策略,分析仓储区冲突类型,给出路径重规划和平移等待策略,对多台AGV进行无冲突路径规划,同时实现对AGV调度任务执行情况和状态参数的进行监测,协调多AGV高效有序完成运输任务。最后,设计及开发多AGV调度系统。采用Python、SQL Server等开发环境,利用QT图形化界面开发平台,设计并实现了一套多AGV调度系统,通过某企业的实例对该系统的功能进行了验证,可见该系统的应用对提高车间物流运输效率,促进车间向自动化、智能化转型升级具有重要的应用价值。
包装车间仓储式多AGV调度系统设计与实现
这是一篇关于多AGV,任务调度,避障策略,调度系统的论文, 主要内容为随着工厂物流自动化的发展,传统物料搬运方式正向自动化和智能化方向发展,自动导引车辆(Automated Guided Vehicle,AGV)具备智能化水平高、工作安全可靠、使用灵活性好等优点,因此在生产系统和仓储系统中获得了广泛应用。随着企业生产规模扩大,生产柔性及生产效率日益增加,单AGV系统难以满足生产的实际需求,多AGV系统应运而生,合理的调度对提高车间运输效率起到关键作用,因此设计开发一套功能完备、运行稳定高效的多AGV调度系统具有重要意义。本课题以某企业包装车间仓储区作为研究对象,对物流系统的任务分配、路径规划与避障策略、运行监测等问题深入研究,结合企业实际需求,设计并实现了一套多AGV调度系统,主要研究内容如下:首先,构建了多AGV调度系统的设计框架。针对国内外仓储管理、AGV任务调度、运行监测、路径规划及避障研究现状进行分析,给出AGV调度系统总体研究方案,并以某企业包装车间仓储环境及物料搬运为背景,构建仓储环境地图,对调度系统核心算法(任务调度和路径规划)进行了研究,为调度系统的设计和实现提供理论依据。其次,研究了一种多AGV任务分配方案。根据生产车间的实际需求,确定AGV数量和运行距离最小化双目标并建立调度模型,给出线性递减的惯性权重更新策略,均衡粒子群算法的探索和搜索能力,通过算例验证可见改进后算法在运行时间、解的收敛性及分布性方面均优于基本算法,并以某企业运输任务数据验证了该方法的有效性、可行性。再次,设计了一种多AGV路径规划及避障策略。结合仓储环境作业特点,给出了优化排序过程的A*算法;针对多AGV调度冲突问题,提出基于时间窗的多AGV避障策略,分析仓储区冲突类型,给出路径重规划和平移等待策略,对多台AGV进行无冲突路径规划,同时实现对AGV调度任务执行情况和状态参数的进行监测,协调多AGV高效有序完成运输任务。最后,设计及开发多AGV调度系统。采用Python、SQL Server等开发环境,利用QT图形化界面开发平台,设计并实现了一套多AGV调度系统,通过某企业的实例对该系统的功能进行了验证,可见该系统的应用对提高车间物流运输效率,促进车间向自动化、智能化转型升级具有重要的应用价值。
智能仓储中多AGV路径规划及调度的设计与实现
这是一篇关于多AGV,路径规划,任务调度,路线偏离,软件仿真的论文, 主要内容为智能仓储在传统仓储的基础上采用自动化、信息化和智能化等技术,使得仓储的工作效率和空间利用率大大提高。自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)是轮式移动机器人的一种,凭借着灵活性、安全性和快速性等特点成为了智能仓储重要的载体,被广泛应用于档案、物流和危险品等仓储场景。本文以智能仓储中的大规模档案仓储为应用背景,针对AGV路径规划方法、多AGV任务调度和AGV路径偏离控制三点展开研究。主要研究内容如下:首先,研究了AGV地图模型和常见的路径规划算法,并选取栅格地图和A*算法作为本文的运行环境和规划算法。针对A*算法的启发函数采用曼哈顿距离时AGV遇到障碍物时会出现不必要的局部绕行情况,提出了局部欧氏距离和障碍物端点判断两种方法对A*算法进行优化。并通过仿真实验证明改进算法的可行性。其次,提出结合任务紧急程度和任务相应比两个因素的动态优先级,解决了常见静态任务优先级存在的缺点;研究了任务分配目标以及如何使用层次分析法确定多目标的权值,提出了内嵌禁忌搜索的遗传算法对任务分配模型进行求解,优化了遗传算法和禁忌搜索算法求解过程中的不足,并设计仿真实验验证改进算法的可行性;在时间窗的基础上提出了AB端来定义路径的两端,并定义Key-Value的存储关系,从而优化了多AGV冲突识别的数学模型;最后介绍几种冲突解决方法,并通过仿真实验证明改进数学模型和解决方案的有效性。然后,针对AGV行驶过程中偏离规划路线的问题,采用克服了单一导航缺陷的惯性-二维码复合导航,并对AGV运动、二维码偏差和惯性导航建立模型从而对偏离路线进行准确表示。在此基础上从横向和纵向分别对偏离路线进行矫正,并使用两种控制策略进行仿真与分析。最后,通过对上述三点内容的研究,本文结合Spring Cloud框架将所有研究内容拆成模块搭建成微服务的多AGV调度系统。模拟多任务多AGV场景对该系统进行仿真实验,结果证明调度系统各个模块运行状态均符合预期,也验证了本文研究内容和成果的有效性。
包装车间仓储式多AGV调度系统设计与实现
这是一篇关于多AGV,任务调度,避障策略,调度系统的论文, 主要内容为随着工厂物流自动化的发展,传统物料搬运方式正向自动化和智能化方向发展,自动导引车辆(Automated Guided Vehicle,AGV)具备智能化水平高、工作安全可靠、使用灵活性好等优点,因此在生产系统和仓储系统中获得了广泛应用。随着企业生产规模扩大,生产柔性及生产效率日益增加,单AGV系统难以满足生产的实际需求,多AGV系统应运而生,合理的调度对提高车间运输效率起到关键作用,因此设计开发一套功能完备、运行稳定高效的多AGV调度系统具有重要意义。本课题以某企业包装车间仓储区作为研究对象,对物流系统的任务分配、路径规划与避障策略、运行监测等问题深入研究,结合企业实际需求,设计并实现了一套多AGV调度系统,主要研究内容如下:首先,构建了多AGV调度系统的设计框架。针对国内外仓储管理、AGV任务调度、运行监测、路径规划及避障研究现状进行分析,给出AGV调度系统总体研究方案,并以某企业包装车间仓储环境及物料搬运为背景,构建仓储环境地图,对调度系统核心算法(任务调度和路径规划)进行了研究,为调度系统的设计和实现提供理论依据。其次,研究了一种多AGV任务分配方案。根据生产车间的实际需求,确定AGV数量和运行距离最小化双目标并建立调度模型,给出线性递减的惯性权重更新策略,均衡粒子群算法的探索和搜索能力,通过算例验证可见改进后算法在运行时间、解的收敛性及分布性方面均优于基本算法,并以某企业运输任务数据验证了该方法的有效性、可行性。再次,设计了一种多AGV路径规划及避障策略。结合仓储环境作业特点,给出了优化排序过程的A*算法;针对多AGV调度冲突问题,提出基于时间窗的多AGV避障策略,分析仓储区冲突类型,给出路径重规划和平移等待策略,对多台AGV进行无冲突路径规划,同时实现对AGV调度任务执行情况和状态参数的进行监测,协调多AGV高效有序完成运输任务。最后,设计及开发多AGV调度系统。采用Python、SQL Server等开发环境,利用QT图形化界面开发平台,设计并实现了一套多AGV调度系统,通过某企业的实例对该系统的功能进行了验证,可见该系统的应用对提高车间物流运输效率,促进车间向自动化、智能化转型升级具有重要的应用价值。
智能仓储中多AGV路径规划及调度的设计与实现
这是一篇关于多AGV,路径规划,任务调度,路线偏离,软件仿真的论文, 主要内容为智能仓储在传统仓储的基础上采用自动化、信息化和智能化等技术,使得仓储的工作效率和空间利用率大大提高。自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)是轮式移动机器人的一种,凭借着灵活性、安全性和快速性等特点成为了智能仓储重要的载体,被广泛应用于档案、物流和危险品等仓储场景。本文以智能仓储中的大规模档案仓储为应用背景,针对AGV路径规划方法、多AGV任务调度和AGV路径偏离控制三点展开研究。主要研究内容如下:首先,研究了AGV地图模型和常见的路径规划算法,并选取栅格地图和A*算法作为本文的运行环境和规划算法。针对A*算法的启发函数采用曼哈顿距离时AGV遇到障碍物时会出现不必要的局部绕行情况,提出了局部欧氏距离和障碍物端点判断两种方法对A*算法进行优化。并通过仿真实验证明改进算法的可行性。其次,提出结合任务紧急程度和任务相应比两个因素的动态优先级,解决了常见静态任务优先级存在的缺点;研究了任务分配目标以及如何使用层次分析法确定多目标的权值,提出了内嵌禁忌搜索的遗传算法对任务分配模型进行求解,优化了遗传算法和禁忌搜索算法求解过程中的不足,并设计仿真实验验证改进算法的可行性;在时间窗的基础上提出了AB端来定义路径的两端,并定义Key-Value的存储关系,从而优化了多AGV冲突识别的数学模型;最后介绍几种冲突解决方法,并通过仿真实验证明改进数学模型和解决方案的有效性。然后,针对AGV行驶过程中偏离规划路线的问题,采用克服了单一导航缺陷的惯性-二维码复合导航,并对AGV运动、二维码偏差和惯性导航建立模型从而对偏离路线进行准确表示。在此基础上从横向和纵向分别对偏离路线进行矫正,并使用两种控制策略进行仿真与分析。最后,通过对上述三点内容的研究,本文结合Spring Cloud框架将所有研究内容拆成模块搭建成微服务的多AGV调度系统。模拟多任务多AGV场景对该系统进行仿真实验,结果证明调度系统各个模块运行状态均符合预期,也验证了本文研究内容和成果的有效性。
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