具有AGV和AS/RS的装配线物流系统分析

阐述了具有自动导引车(AGV)和自动存取系统(AS／RS)的物流系统的工作流程，建立了该类物流系统的排队网络模型，分析了系统的性能与系统设计参数之间的关系，为设计具有AGV和AS／RS的复杂物流系统提供依据。     

采用AGV分拣的型材下料车间成组调度问题研究

针对一种基于自动导引小车(AGV)分拣的型材下料车间分拣新方法,以最小化AGV损耗费用和AGV运行费用为目标,建立了混合整数线性规划模型,设计了一种改进遗传算法对模型进行求解。该算法使用带加工属性的多层编码方式,针对多层编码设计了分层式交叉变异的方式,在邻域搜索阶段采用基于禁忌表的双层协同优化策略。算例对比实验表明,所设计的改进遗传算法与基础遗传算法、基础蚁群算法、变邻域改进遗传算法,以及改进蜂群算法相比,在求解该问题上有显著优势和有良好的鲁棒性。     

考虑充电的多AGV的作业车间调度问题

自动导引车(AGV)在生产车间的应用,给车间调度带来许多额外的需要解决的实际问题,如运输任务AGV分配、AGV电量约束、AGV数量约束等,使得其调度问题更加复杂和困难.针对多AGV运输工件的作业车间调度的特点和约束条件,建立了考虑充电约束的多AGV运输工件的作业车间调度模型,通过虚拟设备的方法设计了工件分配和AGV运输任务的两段染色体编码,设计了工件分配和AGV任务分配的集成解码方法,并设计了改进遗传算法进行求解,进一步分析了AGV数量、AGV电量和运输时间等因素对优化目标的影响,最后通过作业车间典型算例仿真验证了模型与算法的有效性.     

具有批量储运环节的装配系统缓存区优化配置

针对具有随机批量储运环节的装配生产系统中的缓存区容量配置问题,以最小化系统成本为目标,建立了考虑在制品数量成本和运输车辆成本的缓存区容量配置优化模型。基于排队网建立该系统的性能求解模型,分析系统性能随缓存区变化的特性。依据系统性能单调变化特性建立了一种压缩上、下界搜索空间的分支定界优化算法,使用该优化方法求解多个算例,并将得到的性能指标结果与仿真结果进行对比验证,分析了缓存区容量配置结果对系统性能指标的影响。     

具有随机路径自动导引小车且多车道嵌套的制造系统排队网建模与分析

为有效分析具有随机路径自动导引小车(AGV)且多车道嵌套制造系统的性能,考虑AGV状态相关随机运输路径和制造系统的不确定性,采用随机过程理论建立具有有限缓存的开排队网模型描述系统特征;扩展传统的状态空间分解法,依据随机路径AGV与前后制造单元的关联耦合效应建立各节点状态模型,通过纯不连续Markov过程理论分析节点状态转移规律;构建迭代算法求解节点状态的稳态概率,并给出系统各性能指标的计算方法;搭建了系统仿真模型,设计了实验案例,并对比排队网模型与仿真模型的实验结果,验证了状态空间分解法近似求解的有效性,同时对系统的性能指标进行了敏感度分析。     

基于冲突预测的多自动导引小车避碰决策优化

为有效解决路径冲突和避碰问题,提高多自动导引小车(AGV)系统的作业效率,提出基于冲突预测的多AGV避碰决策优化方法。结合图论提出一种基于顶点属性和实时位姿信息的冲突预测方法,在考虑路网全局状态的基础上建立避碰决策的数学评价模型,提出一种适用于多AGV系统避碰决策优化的改进粒子群优化算法,通过优化粒子运动的速度和方向避免优化算法过早收敛。采用融合遗传算法的变异思想为粒子引入变异操作,改善优化算法的全局搜索能力。最后通过实验测试表明,该优化方法可以有效解决多AGV系统路径冲突问题,还能缩短避碰过程中AGV的等待总时长,提高多AGV系统运行的安全性与效率。     

改进自适应遗传算法求解“货到人”拣选系统订单分批问题

“货到人”拣选系统采用自动导引运输车(Automated guided vehicle,AGV)实现自动拣选作业,由AGV搬运货架到拣选站台,再由拣选人员从货架上拣取商品。订单分批作为拣选作业的准备工作,是影响AGV搬运次数和人工拣货次数的关键因素,优化订单分批策略对提高“货到人”拣选系统效率至关重要。在电商智能仓库背景下,综合考虑订单需求多种商品、商品多货架分布存储、订单与货架供需匹配关系未知等实际因素,以人工拣选成本和AGV搬运成本之和最小为目标构建数学模型,并设计改进自适应遗传算法求解。该算法采用启发式策略生成初始种群,引入具有自适应变换概率的交叉和变异算子,并加入局部搜索过程以增强寻优能力。最后通过试验测试验证模型和算法的有效性,证明种群初始化方法的优势,并采用灵敏度分析给出合理的周转箱数量配置建议。研究可为电商企业通过订单分批优化提高拣选效率、降低拣选成本提供实践指导,为“货到人”拣选系统的实际应用提供科学依据。     

基于排队网的柔性装配线设备优化配置方法

针对面向资源的工程订货生产方式下柔性装配线生产系统的设备配置问题,以最小化设备投资成本为目标,建立了具有系统产能(产出率)和订单交货期(生产周期)双重约束的优化模型。由于该优化问题是一个随机非线性的整数规划问题,首先基于具有有限缓冲区的开排队网建模方法,提出扩展近似计算的方法求解系统性能指标值,并给出缓冲区容量配置与设备配置的约束关系。然后提出一种启发式优化算法求解设备优化配置方案。最后设计两类算例,算例一将扩展近似法的求解结果与仿真进行对比,验证了扩展近似法的精确性;算例二通过案例的求解确定合理的设备配置优化方案。     

具有非同等并行AGV柔性流水车间的排队网建模与分析

为有效分析具有非同等并行自动导引小车的柔性流水车间系统的性能,考虑制造系统的不确定性以及自动导引小车运输批量的随机性,应用随机过程理论建立了具有有限缓存的开排队网模型描述系统行为;提出了改进的状态空间分解法,并建立了节点状态空间模型,分析多类非同等并行自动导引小车与前后制造单元的耦合效应,并根据Markov过程理论分析节点状态转移规律;构造了迭代算法,并给出系统各项性能指标的计算方法。最后,设计了实验案例,与已有文献及仿真实验的结果进行对比,验证了改进状态空间分解法的精确性,并对系统性能指标进行了敏感性分析。     

基于排队论的仓储AGV配置和调度分析

针对某企业仓储生产中的多AGV调度问题,采用排队论建立了仓储多AGV调度的M/M/s/Ps排队模型,综合考虑调度中的任务等待时间、AGV的数量和AGV的运行成本三个因素并结合权重系数,提出多AGV的调度目标,利用排队论分析目标函数,并运用基于遗传算法的调度策略,得出AGV的数量与平均服务数的关系,从而得到最优AGV数量和多AGV调度综合目标的最佳值。研究结果表明,得到了一种仓储AGV配置和调度的有效分析方法,并实现了多AGV数量最优配置和调度的优化。     

考虑充电路径的AGV无线充电系统双层规划

自动导引小车(AGV)作为一种智能搬运设备已广泛应用于仓储物流等领域，为解决传统充电方式充电时间过长影响工作效率的问题，提出了动态和静态无线充电相结合的充电方式，在AGV工作路径上铺设无线充电线圈，可使AGV连续不间断工作。为更加经济地铺设无线充电站，提出考虑充电路径的无线充电系统双层规划模型，上层模型构建了无线充电站最低建设成本的优化配置模型，对无线充电站的位置、充电功率、储能装置容量等进行协调优化；下层模型为考虑无线充电的路径规划模型，采用改进的A^*算法优化AGV的充电路径。最后通过遗传算法对整体模型进行求解，并对充电桩驻点充电和无线充电两种充电方式进行了对比，结果表明无线充电可有效节约充电时间，有利于提高AGV的工作效率。     

基于混合遗传鲸鱼优化算法的柔性作业车间自动导引车融合调度方法

针对柔性作业车间调度问题,考虑自动导引车(AGV)在车间制造过程中只参与装卸和搬运工作,提出一种实现AGV路径规划与柔性作业车间调度集成优化的融合调度模型。采用基于工序排序与机器选择两个子问题的二维向量编码方案,并在解码过程中提出基于最先服务原则的AGV安排策略。对鲸鱼优化算法进行离散化改进,针对性地设计了多种种群初始化策略,引入遗传算法的交叉、变异操作以提升鲸鱼优化算法的全局搜索能力,并嵌入局部搜索算法以达到全局搜索和局部搜索的平衡,构建了一种混合遗传鲸鱼优化算法（HGWOA）来求解该融合调度模型。通过经典测试算例验证了算法性能,并使用正交试验优化了算法参数。研究结果表明,HGWOA算法用于求解柔性作业车间AGV融合调度问题可以获得较好的效果。     

多载具自动化存取系统货位分配优化

根据多载具自动化存取系统运行的特点,统筹考虑存货货位和取货货位分配两方面内容,建立了多载具自动化存取系统货位分配优化的通用模型.该模型以最小化指令周期内存取货物的行程时间为优化目标,适应于不同载具数量和货化规模情形下的货位优化.设计了一种结合启发式算法的混合遗传算法来求解这一非确定多项式完全问题,并通过算例验证了该算法的有效性.     

工厂环境多AGV动态调度系统的组合优化

为解决某玻璃厂对多自动导引小车(AGV)的需求,提出了一套工厂AGV动态调度系统的软件架构。以具体的玻璃运输环境为研究对象,考虑路径冲突,AGV停车等一系列随时可能出现的现实因素,引入时间窗队列解决路径冲突问题,并利用时间窗优化Dijkstra算法。通过预处理地图信息减少算法计算时间复杂度。基于AGV系统的分布式特性提出多AGV报价竞争的路径融合算法,通过计算特征量将相似路径的订单融合成一条优化路径,缩短订单池完成的总时间。     

自动化码头双小车岸桥-AGV协同调度研究

为缩短船舶停港时间、降低运营成本,以及提高AGV重载率,自动化码头采用双小车岸桥与AGV协同的方式对集装箱进行协调装卸搬运。在考虑双小车岸桥中转平台的情况下,对后小车作业进行时间窗约束,建立以AGV空载行驶成本、AGV总行驶成本以及岸桥作业延误成本加权和最小为目标的AGV调度问题混合整数规划模型。通过CPLEX Optimization Studio进行数值试验,从4个方面对模型进行分析,验证了双小车岸桥对于AGV调度优化的优越性,并找出存在缓存区时AGV的数量配置和分派调度优化方案。     

基于区域繁忙度的AGV充电桩选址研究

自动引导运输车(AGV)以其高度的灵活性和较低的运营成本在许多领域得到了广泛使用。然而，目前存在的充电桩布局不合理情况导致了AGV的工作效率低和充电桩的利用率低等问题。为了解决这些问题，提出了一个可靠的AGV充电桩选址模型，该模型考虑了区域繁忙度，以最小化AGV小车行驶交通成本和充电桩建设成本之和为目标。为了得到充电桩的优化位置布局方案，采用改进的粒子群优化算法来求解AGV充电桩选址问题。然后，讨论分析了粒子群优化算法在不同规模测试算例下的计算性能。最后，为了确定影响模型的关键因素，对可能的相关因素进行了灵敏度分析。实验结果表明，充电桩的布局对区域繁忙度、充电桩数量和充电需求量因素具有较高的敏感性。通过本项研究，决策者们可以更加合理地规划AGV充电桩的位置布局，从而提升系统的整体效率。     

柔性作业车间多自动导引小车和机器的集成调度

针对含有AGV的柔性作业车间调度问题,提出基于时间窗和Dijkstra算法的混合遗传算法。建立了AGV/机器的双资源调度数学模型;采用3种解决策略处理多AGV路径规划冲突和碰撞;为了将机器和AGV调度集成考虑,设计了三链式编码结构及AGV编码链的交叉、变异算子,同时在遗传算法的解码操作中将Dijkstra算法与时间窗原理相结合,以精确地为任务小车规划出一条无碰撞无冲突的最短路径;算例对比验证了该算法的可行性、有效性和优越性。     

基于排队网模型的流水车间缓冲区容量优化

针对订货型单类型工件多级流水车间缓冲区容量优化设置问题,在考虑各级工序节点之间耦合关系的前提下,基于连续时间Markov随机过程原理建立了多级流水车间的排队网节点状态模型,并根据缓冲区容量优化目标函数的特点,给出缓冲区容量和任务拒绝率之间的关系。基于该模型计算系统的关键性能指标,以任务拒绝率为约束条件,提出一种缓冲区容量优化的启发式优化算法。通过该算法计算算例及结果分析,最终确定了合理的缓冲区容量。     

考虑换电过程的自动化码头AGV调度优化

针对自动化码头自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,AGV)实际换电需求的特性,为减少AGV换电排队时间,降低换电过程对AGV调度的影响以提高其作业效率,构建了考虑换电过程的AGV作业调度混合整数优化模型。该模型在考虑AGV电池电量以及AGV不同状态耗电差异的约束下利用AGV作业顺序与换电站作业时间窗的协同,改变AGV原有换电策略,交错各AGV到达换电站的时刻以减少AGV换电排队时间。最后通过遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对该模型求解,算例分析结果表明:与原有换电策略调度相比,优化后的换电策略有效减少了90. 96%的AGV换电排队时间,并提高了28. 03%的AGV作业效率,验证了该模型的有效性。     

大型有限缓冲生产线的设备优化配置方法

针对大型有限缓冲生产线的设备配置问题,以最小化设备投资成本为目标,建立具有系统产出率约束的优化模型。由于有限缓冲生产线无法用封闭形式表达式描述,提出一种基于大系统理论的分解协调优化方法解决维数爆炸问题,该方法将原系统解耦为多个子系统,利用协调器更新协调变量优化设备配置。使用分支定界算法搜索子系统的最优解,并使用排队网近似求解系统性能指标。通过算例分析不同参数设定下使用所提方法得到的优化结果,并将其带入仿真模型,验证了所提方法的有效性。