自动化集装箱码头AGV调度与换电双层模型求解

为降低自动化集装箱码头AGV换电问题对码头整体作业效率的影响,首先分析了AGV调度和换电的相互影响和内在联系.其次考虑AGV耗电差异和换电阈值等约束以最小化最终完工时间为目标建立AGV调度模型(上层模型),考虑换电站数量和排队等约束以最小化换电总时间为目标建立AGV换电模型(下层模型),并针对两者之间的双层耦合关系,设计换电需求和换电方案为公用变量进行解耦.最后使用自动化集装箱码头实际作业参数设计算例,分别采用GAMS求解器和遗传算法循环迭代求解.算例结果表明,双层耦合模型合理地决策了AGV调度和换电问题,换电排队时间控制在4 min之内,降低了AGV换电总时间和最终完工时间,提升了AGV利用率.     

考虑拥堵因素的自动化码头多AGV无冲突动态路径规划模型

针对自动化集装箱码头水平运输系统的调度优化,提出一种自动引导车(AGV)动态路径规划策略,即在多AGV系统路径生成的同时进行动态路径优化.从AGV运输作业时间角度,建立考虑拥堵的多AGV路径优化模型,优化AGV路径方案.为求解模型,设计了基于动态路径规划策略的多种群蚁群算法,并对模型与算法的有效性进行验证.结果表明:基于动态路径规划策略可以对路径规划过程进行动态控制与优化;同时,考虑拥堵因素可以有效地解决水平运输路网中的拥堵问题,提高运输作业效率.     

单无人搬运车/单缓冲区约束的柔性生产系统调度研究

阐述了无人搬运车( AGV)在柔性生产系统中的调度规则,并在此基础上建立了实现工件调度和AGV调度集成问题的数学模型.改进了普通的遗传算法,设计了二次解码算法,优化了基因序列,实现对遗传算法的优化.调度结果不仅给出了各加工站的优化作业顺序,而且给出了AGV的行走优化路径.实验结果表明,改进的遗传算法的计算效率比普通的遗传算法高,同等计算条件下设备利用率也明显提高.     

优化的模糊决策算法在多自动引导车调度问题中的应用

为解决多AGV在复杂系统中的任务调度问题,以提高生产效率缩短任务周期为目标建立地面轨迹模型和AGV搬运耗时模型。采用优化的模糊决策算法通过最小化每台AGV的搬运耗时来最小化搬运作业的总耗时。在算法设计过程中,采用分布式控制思想,将AGV离目标点的距离,AGV的当前载重和AGV的当前电量作为因素集,将AGV执行此次搬运任务的合适度作为评价集,建立AGV模糊评价模型;通过该模型得出各台AGV对任务适合度的评价向量进而寻找一种映射将评价向量转化为值,调度问题被转化为最优化问题,其中采用切割补偿优化综合模型的因素权重选择,采用分模式链式比较,减少AGV的计算量。通过多次仿真实验,可以验证本文算法在缩短任务的执行周期上具有一定的可行性与有效性,并且在解决复杂系统AGV状态多变的调度问题下展现了一定的鲁棒性和拓展性。     

基于优化的模糊决策算法在多AGV调度问题中的应用

为解决多AGV在复杂系统中的任务调度问题,以提高生产效率缩短任务周期为目标建立地面轨迹模型和AGV搬运耗时模型。采用优化的模糊决策算法通过最小化每台AGV的搬运耗时来最小化搬运作业的总耗时。在算法设计过程中,采用分布式控制思想,将AGV离目标点的距离,AGV的当前载重和AGV的当前电量作为因素集,将AGV执行此次搬运任务的合适度作为评价集,建立AGV模糊评价模型;通过该模型得出各台AGV对任务适合度的评价向量进而寻找一种映射将评价向量转化为值,调度问题被转化为最优化问题,其中采用切割补偿优化综合模型的因素权重选择,采用分模式链式比较减少AGV的计算量。通过多次仿真实验,可以验证本文算法在缩短任务的执行周期上具有一定的可行性与有效性,并且在解决复杂系统AGV状态多变的调度问题下展现了一定的鲁棒性和拓展性。     

自动化集装箱码头多载AGV调度问题研究

多载AGV是一种自动化集装箱码头水平作业设备,它可以同时搬运多个集装箱,可缩小AGV流的规模,增大AGV的利用率.为了提高自动化集装箱码头的作业效率,考虑了垂岸式集装箱堆场布局,以最小化作业总费用为规划目标,以作业限制、时间窗长度、负载平衡等为约束条件,以事件驱动的调度策略为研究方法,建立了多载AGV调度问题的混合整数规划模型.同时利用GUROBI和遗传算法求解多载AGV的作业总费用和空载率,并与相同条件下单载AGV的作业总费用和空载率对比,验证了多载AGV的优越性.     

有限状态机的多AGV路径优化策略

为解决多自动运输引导车(AGV)在实际物流中易发生冲突、堵塞的问题,提出一种基于有限状态机模型的实时路径规划方法.通过A*算法对自动导引运输车系统(AGVS)进行预路径规划,以工作路径长度作为适应度函数,对不同任务的AGV进行优先级分配;然后,引入有限状态机的模型,动态地对不同任务的AGV进行协同控制.若AGV之间存在路径冲突点,通过去交叉法,在优先级低的AGV中暂设冲突节点为障碍物状态.对优先级低的AGV重新进行路径规划,优先级高的AGV继续运行,实现AGVS的无冲突发生.仿真结果表明:该方法在保证工作路径是最优的同时,能有效地避免AGV在物流运输中的碰撞,实现系统调度过程中无冲突的发生,提高系统的效率.     

带资源空窗期的资源投入型问题的建模与优化

以飞机移动式装配线为背景,在基本资源投入型问题的基础上考虑资源空窗期约束,建立以最小化资源使用总成本为目标的数学模型.针对该模型设计了一种构造启发式算法,并提出了非关键任务优先级决策规则.考虑空窗期约束特点,以连续排入的两个非关键任务间结果最优的启发式规则来确定非关键任务位置,并提出以非关键任务优先级和关键任务开始时间为双链表编码的遗传算法,然后将启发式规则嵌套在遗传算法的解码和评估阶段.最后通过数值实验比较启发式算法和遗传算法与CPLEX在求解该问题时的优劣,证明了两种算法的有效性.     

基于软时间窗的自动化集装箱码头AGV路径规划

为研究只卸不装作业模式下的自动化集装箱码头AGV路径规划问题,建立了作业等待时间和AGV行驶时间最小的多目标混合整数规划模型。根据已分配的进口箱任务,考虑带有软时间窗和惩罚因子的约束,求解得到岸桥与箱区之间所有的可行路径、每台AGV完成任务的顺序以及AGV实际完成任务的行驶路径。为检验AGV作业路径的有效性,模拟每辆AGV通过路径节点的时刻,结果显示:系统中没有出现大量AGV排队和岸桥闲置的情况,表明AGV行驶路径的合理性、系统运量平衡和岸桥作业的连续性,提高了码头的作业效率。     

混合遗传算法的AGV路径规划的应用

本文介绍了一种将Ford算法与基本遗传算法相结合来实现AGV路径规划的算法。采用链接图法建立AGV的工作环境模型。给出了用该算法实现的路径规划的仿真与实验结果。     

一种基于遗传算法的网格任务调度算法

任务调度问题是一类NP问题,经典调度理论一般仅能获得问题的近似最优解.尽管已有用于任务调度的遗传算法的求解质量优于传统方法,但多数是考虑单任务或独立多任务调度的遗传算法.采用理论分析与仿真实验相结合的方法,提出了一种改进的遗传算法解决网格的任务调度问题.这种遗传算法所处理的任务不仅可以包含多个有前后约束关系的子任务,并且每个子任务可以需要多种资源.通过对比实验可以看到本文所提出的算法在网格任务调度方面要优于传统的HEFT和DLS算法.     

以降低油耗为目标的车辆路径问题研究

车辆路径问题是物流及供应链管理优化的核心环节。为实现低碳运输,文中综合考虑运输车辆的载重、车速及行驶距离等因素,以降低车辆在运输过程中的油耗成本和单位车辆的固定成本为目标优化车辆路径,建立数学模型并创新交叉算子设计改进遗传算法,并通过仿真实验对算法的效果进行验证。仿真结果表明,所提出的算法简洁、有效。     

用改进遗传算法求解电力系统负荷恢复

对系统恢复过程中最后一个阶段的负荷恢复问题进行了研究.考虑系统恢复过程中负荷对电力需求优先级的不同,将电力系统的负荷恢复问题建模为多约束条件的组合优化问题,并用改进的遗传算法对问题进行求解.在选择策略中采用稳态策略、精英策略和重叠种群策略,提高了遗传算法搜索的遍历性并使算法具有群体爬山性.将各种约束条件与目标函数融合在一起,建立一种偏序关系来处理负荷恢复中的约束条件.求解的过程满足了系统的约束条件,不会出现系统的越限.算例结果表明了算法的有效性.     

基于差分进化算法的自动化集装箱码头AGV调度问题

[目的]自动化集装箱码头的水平运输作业是影响港口物流效率的关键环节,通过优化自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)的任务分配,减少装卸作业的时间,提高港口生产效率.[方法]在同时考虑集装箱装卸作业的基础上,就AGV调度问题建立混合整数规划(MIP)模型,优化目标为极小化岸桥完工时间.考虑到该问题具有NP困难性,设计了离散差分进化(DDE)算法进行近似求解.[结果]通过数值仿真验证了MIP模型和DDE算法的有效性.[结论]结果表明上述模型和算法可以为自动化集装箱码头的装卸作业提供帮助.     

基于遗传算法的平面车库车辆路径规划

随着物流系统自动化、智能化水平的提高,AGV在物流系统的应用越来越普遍。AGV的导航是AGV的核心技术,而路径规划是AGV导航的重要环节之一。本文应用遗传算法求解单个AGV的路径规划问题,最后给出该算法实现的路径规划仿真和实验结果,实验结果证实了该方法的有效性。     

基于机器人操作系统的室内运输自动导引车系统及其设计

针对当前室内运输自动导引车(AGV)导引技术存在灵活性差、开发成本高、路径维护烦琐等问题,设计并实现了一款基于开源机器人操作系统(robot operating system, ROS)的室内运输AGV系统。该系统包括硬件层和软件层两部分。在硬件层,综合考虑现实需求、性能、成本等因素后进行硬件选型,同时搭建了AGV底盘和单舵轮行走机构,为软件层提供了一个稳定、灵活的运行平台。软件层设计包括ROS规划端和网页人机交互端两部分。ROS规划端进行AGV地图构建、自主定位、路径规划、路径跟踪、自主导航五大功能模块设计;网页人机交互端实现远程人机交互功能。测试结果表明,基于ROS的室内运输AGV系统能够有效地完成室内自动化运输任务,且路径维护灵活简便,整个系统具有很强的可行性和实用价值。     

基于遗传算法的产品分配方案研究

建立了产品分配的时变模型 ,并将其分为两层子问题 .下层子问题为基本的运输问题 ,按一般的线性方程求解 ;上层子问题则求系统的最小成本 ,采用遗传算法进行求解 .同时 ,还进行了大量的计算机实验 ,并在实验过程中将遗传算法与实现产品分配时常用的算法进行了比较 .结果表明 :采用本研究所建模型 ,并利用遗传算法进行求解 ,可以取得相当好的效果 ,具有实现简单、收敛时间短等优点 .     

基于离散时空网络的多自动引导车路径规划问题

针对多AGV（automatic guided vehicle）在仓储物流搬运系统中的巷道拥堵问题,提出一种规避拥堵的系统优化策略,将产生的AGV拣货路径作为约束生成后续AGV运行轨迹。对仓库相邻节点赋予时间链接,构建时空网络地图,在此环境建立基于离散时空网络的考虑拥堵的路径优化模型,并设计了时空网络与SA(simulated annealing)相结合的全局优化算法ST-SA(space time simulated annealing) 以求解该模型,通过仿真实验对模型及算法的有效性进行验证。实验结果表明：系统优化策略可以对AGV路径规划过程进行控制与优化,ST-SA能够很快搜索到合理、高效的AGV拣货路径方案,缩短AGV在巷道的作业时间,避免了多AGV在智能仓储系统中的碰撞及拥堵。     

考虑充电需求和时间窗的多AGV调度优化建模

为了提高自动引导小车(automatic guided vehicle,AGV)在物流分拣中心的分拣效率,考虑采用纯电力驱动的AGV分拣过程存在电量消耗和充电需求的特性,提出了一种优化模型.在考虑AGV剩余电量和包裹时间窗等约束条件的基础上,建立了以最小化分拣作业周期为目标的混合整数规划(MIP)模型并提出了相应的约束...     

无缓存流水线生产系统中AGV调度问题的研究

针对无缓存流水线生产系统中的AGV(automated guided vehicle)调度问题提出了复合评分的启发式调度算法,降低了系统中AGV执行任务的间隔等候时间.首先,通过建立数学模型,对目前主流的AGV规模估计方法做出了改进.其次,提出了一种新的基于复合评分禁忌搜索的AGV前瞻调度算法.不同于目前主流的以空驶距离为优化目标的调度算法,该算法能够以最小化工件延误时间、最小化AGV空驶距离等多目标来统筹调度AGV.最后,为验证所提算法的有效性,从多个角度与已有算法进行了实验对比.仿真实验结果表明,相较于其他算法,提出的前瞻调度算法能够更有效地解决无缓存流水线生产系统这一新场景的AGV调度问题.实车实验也证明了该算法在实际生产中的有效性.