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.     

带AGV开放车间调度的析取图模型与求解

随着AGV小车在制造系统的广泛应用，其路线规划与生产调度集成可大大提高生产效率，降低运输能耗。这里以开放车间为研究对象，考虑AGV的物料搬运特性，提出了一种考虑最大完工时间和AGV能耗的双目标析取图模型，剖析问题特征，提取问题的关键弧特性；其次，设计了基于关键弧的多种邻域结构，融合遗传算法的全局搜索能力和变邻域结构的局部探索能力实现问题的寻优。最后，标杆案例测试结果表明，所提出算法可有效解决带AGV开放车间调度问题，多种邻域结构设计显著地提升了算法求解性能。     

改进NSGA-Ⅱ算法求解考虑运输约束的柔性作业车间节能调度问题

传统柔性作业车间调度通常忽略工件在机器间的运输时间和能耗,针对该问题建立了考虑运输约束与节能的柔性作业车间调度模型,并提出了改进的NSGA-Ⅱ算法求解该模型。首先,在柔性作业车间调度数学模型中设立最大完工时间、总延期、设备总负载、车间总能耗4个目标,并根据运输约束实现了调度模型矩阵编码、解码、交叉与变异,基于子代向最优解学习机制改进NSGA-Ⅱ算法迭代过程中易陷入局部最优解问题。最后,在考虑车间机器之间运输约束的前提下结合Kacem、Brandimarte算例对调度模型进行可行性分析,结果表明该模型与算法求解效率高,能有效解决车间运输约束导致的调度方案与实际加工偏差问题。     

AGV小车在物流运输行业中的应用研究

对AGV小车运行原理、种类进行了阐述,分析了AGV小车不同的组成部件及引导方式,对AGV小车的工作原理进行了研究,对于AGV小车在物流运输行业中的应用推广具有良好的借鉴意义。     

考虑刀具约束的作业车间调度研究

为了解决车间刀具资源有限条件下的作业调度问题,首先分析考虑车间刀具约束的作业调度问题的特征,工件的工艺路线约束包括机床约束、刀具约束和工序时间约束,同时考虑机加工工序与非机加工工序,进行考虑车间刀具约束的作业调度数学模型的建立,目标是使系统完工时间最短;然后研究用于解决此生产调度模型的免疫遗传算法,实现其中的关键操作因子,包括编码、选择、交叉、变异,以及考虑刀具约束的解码等操作,得到满足车间刀具约束的生产调度方案。实例分析结果表明:与不考虑车间刀具约束的作业调度相比,通过改进的免疫遗传算法求解考虑刀具约束的作业车间调度问题,在实现对车间生产任务排产的同时,还能够考虑车间刀具资源的约束,可以在一定程度上避免在刀具资源有限条件下因刀具使用冲突而导致的停机问题。     

GA-COA求解柔性作业车间多资源调度问题

针对传统柔性作业车间调度在仓储、运输方面考虑的不足，将工件的存储位置以及工件在仓库、机床之间的运输考虑到传统柔性作业车间调度问题（FJSP）中。提出一种考虑仓储、运输及加工的柔性作业车间多资源调度问题（MRFJSP），以最小完工时间为目标函数进行数学建模。考虑到遗传算法（GA）在求解车间调度问题中收敛速度慢、易陷入局部最优的问题，将郊狼优化算法（COA）的组内郊狼成长、生与死进行改进并与GA结合，提出一种带随机动态分组的遗传-郊狼混合算法。最后，通过算例验证了模型的正确性，并将混合算法与原算法进行对比，验证其优越性。     

基于智能计算方法的AGV制造车间调度问题研究现状

基于智能制造车间物流系统中AGV的复杂动态调度问题,阐述了智能计算方法在复杂调度技术方面及其在智能制造车间AGV调度的研究应用.对群智能计算、遗传算法、人工神经网络等常见智能计算方法的特性及调度问题应用进行分析.针对群智能计算方法重点探究了粒子群算法、蚁群算法及人工蜂群算法在制造业AGV调度中的应用;结合遗传算法与柔性制造系统生产理念总结了AGV调度研究现状;在人工神经网络方法上,介绍了基于深度学习、强化学习有关的AGV调度问题研究及特点.基于智能计算方法各自计算特点对其在制造车间AGV调度应用进行了探讨,总结了智能计算方法在制造车间关于AGV智能调度的研究的发展趋势,方便未来AGV车间调度系统的技术研究选择合适的算法.     

基于智能计算方法的AGV制造车间调度问题研究现状

基于智能制造车间物流系统中AGV的复杂动态调度问题,阐述了智能计算方法在复杂调度技术方面及其在智能制造车间AGV调度的研究应用.对群智能计算、遗传算法、人工神经网络等常见智能计算方法的特性及调度问题应用进行分析.针对群智能计算方法重点探究了粒子群算法、蚁群算法及人工蜂群算法在制造业AGV调度中的应用;结合遗传算法与柔性制造系统生产理念总结了AGV调度研究现状;在人工神经网络方法上,介绍了基于深度学习、强化学习有关的AGV调度问题研究及特点.基于智能计算方法各自计算特点对其在制造车间AGV调度应用进行了探讨,总结了智能计算方法在制造车间关于AGV智能调度的研究的发展趋势,方便未来AGV车间调度系统的技术研究选择合适的算法.     

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。     

柔性作业车间机床与搬运机器人联合调度方法

针对当前柔性作业车间机床和搬运机器人单独调度存在的不匹配问题,以车间完工时间为目标,提出基于多代竞争强进化遗传算法的机床与机器人联合调度方法。对多工件、多工序、多机床、多机器人的柔性作业车间联合调度问题进行了描述;考虑了机床生产和机器人搬运的时序约束,建立了最小化车间完工时间的优化模型;使用工序链、机床链及机器人链缠绕的染色体编码方式,将联合调度问题转化为算法优化问题;在遗传算法中引入多代竞争机理和强进化算子,其中多代竞争机理增加了优秀染色体的遗传概率,强进化算子具有保留优秀基因片段和强制差基因进化的能力。经生产实验验证,在15个工件44道工序的调度中,该算法的车间完工时间比标准遗传算法缩短了14.75%;另外,在不同规模的工件生产调度中,与克隆选择算法和标准遗传算法相比,该算法的迭代次数最少、车间完工时间最短。上述实验结果充分证明了多代竞争强进化遗传算法在柔性作业车间生产联合调度中的优越性。     

基于效率函数的双资源约束作业车间调度算法

目前对制造业领域作业车间调度问题研究中,仅考虑单一设备资源的传统作业车间调度问题已不能反应出实际作业车间的作业环境。根据实际作业车间多资源环境,建立了分别最小化生产完工期和超期时数为目标函数的设备和模具双资源约束作业车间调度模型,并采用基于效率函数的逆序调度算法对问题进行求解。最后,通过实例对算法进行验证并给出对比结果。     

Dynamic flexible job shop scheduling with alternative process plans: an agent-based approach

This paper studies a flexible job shop problem considering dynamic events such as stochastic job arrivals, uncertain processing times, and unexpected machine breakdowns. Also, the considered job shop problem has routing flexibility and process flexibility. A multi-agent scheduling system has been developed for solution with good quality and robustness. A pheromone-based approach is proposed for coordination among agents. The proposed multi-agent approach is compared with five dispatching rules from literature via simulation experiments to statistical analysis. The simulation experiments are performed under various experimental settings such as shop utilization level, due date tightness, breakdown level, and mean time to repair. The results show that the proposed agent-based approach performs well under all problem settings.     

Machine Selection Rules in a Dynamic Job Shop

With the increasing use of multipurpose machining centres in job shops, the scheduling problem can no longer neglect multiple job-routes. Existing scheduling approaches seldom address flexibility in job routes and the aim of this paper is to demonstrate that significant improvements to the scheduling performance of dispatching rules can be achieved easily through the use of simple machine selection rules. Three such rules are proposed in this paper and their effectiveness is evaluated through a simulation study of a dynamic job shop. In addition, three dynamic conditions, namely, the tightness of due dates, the flexibility of the job routes and the reliability of the machines, are varied to ensure that the simulation is performed for significantly different job shop conditions. The results of the simulation study indicate that improvements to the performance of simple dispatching rules are significantly enhanced when used with machine selection rules.     

考虑工序相关性的动态Job shop调度问题启发式算法

提出一类考虑工序相关性的、工件批量到达的动态Job shop 调度问题,在对工序相关性进行了定义和数学描述的基础上,进一步建立了动态Job shop 调度问题的优化模型。设计了一种组合式调度规则RAN(FCFS,ODD),并提出了基于规则的启发式算法以及该类动态Job shop 调度问题的算例生成方法。为验证算法和比较评估调度规则的性能,对算例采用文献提出的7种调度规则和RAN(FCFS,ODD)进行了仿真调度,对调度结果的分析表明了算法的有效性和RAN(FCFS,ODD)调度规则求解所提出的动态Job Shop 调度问题的优越性能。     

考虑关键件加工质量的双资源约束车间调度算法

在工人异质性和机床类型多样的资源约束型车间中,针对资源抢占使加工质量向非关键件倾斜从而导致关键件加工质量无法保障的情况,建立了以完工时间为主要优化目标,以关键件加工质量、整体加工质量为辅助优化目标的双资源（工人/机床）约束柔性作业车间调度问题模型,并提出一种两级嵌套蚁群算法。首先采用工件候选集、资源候选集生成满足关键件加工要求的可行调度解;然后为工序寻找更合适的开工时间,针对机床类型、人机时窗差异设计了基于时窗的活动调度策略以提高算法的局部寻优能力;进而提出了一种保质策略,使关键件和总体工件加工质量水平持续提高;最后,通过算例测试验证了保质策略和两级嵌套蚁群算法的有效性。     

基于过程集成的闭环动态工艺规划系统

描述了一个在过程上实现工艺规划与车间规划集成的闭环动态工艺规划系统,建立了实用化CAPP系统的新模型,丰富了动态CAPP的概念。它能根据车间环境的状态,充分利用制造工艺和车间环境的柔性产生优化的工艺方案。系统在车间环境约束下采用专家系统技术进行非线性工艺规划,产生可选工艺路线和工序可选设备。在一个由工艺路线选择、设备动态优化选择和车间优化规划构成的闭环系统中,以高生产效率为目标,根据推广的关键路线分析的结果和一系列启发式知识动态地选择工艺路线和设备,最后获得有较高实践意义的结果。     

Object oriented modelling and development of a dispatching algorithm for automated guided vehicles

The main problem for an automated guided vehicle (AGV) dispatching system is to assign vehicles to transport demands which optimise some predetermined objectives of a manufacturing shop. This paper presents a framework for an AGV dispatching system based on an object oriented approach using the unified modelling language (UML), and the development of a dispatching algorithm to facilitate a human controller to dispatch efficiently a fleet of AGVs in response to calls from any shop floor (or machine) operator. The main reason for this work is to model an AGV dispatching system as well as to develop a dispatching algorithm which can record details of the AGV position and movement and ensure their allocation of new orders. The provision of both immediate and pre-booked orders for an AGV is also incorporated in the proposed AGVs dispatching system. The underlying AGV dispatching system and algorithm are capable of dispatching a vehicle automatically to handle a call at the required time. In order to overcome difficulties associated with tackling immediate orders, pre-booked orders, and processing of information related to AGVs, a comprehensive dispatching algorithm is developed which aims to minimise lateness, traveling time and distance of empty vehicles in a simulated job-shop scenario. The effectiveness of the proposed framework for an AGV dispatching system is shown through a test problem.     

具有柔性加工路径的作业车间批量调度优化研究

古典作业车间调度问题已经被研究了几十年并证明为 NP- hard问题。柔性作业车间调度是古典作业车间调度问题的扩展 ,它允许工序可以由一个机床集合中的多台机床完成加工 ,调度的目的是将工序分配给各机床 ,并对各机床上的工序进行排序以使完成所有工序的时间最小化。本文采用遗传算法进行柔性作业车间调度研究 ,针对柔性作业车间问题提出了一种新颖直观的基因编码方法以适用于批量调度 ,并分析了几种批量调度方案 ,最后给出了这些调度的仿真结果 ,证明单件最佳调度不适合扩展成批量最佳调度     

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。