一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法技术

本发明专利技术提供了一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法，将可用的AGV与备选任务池中的任务指令进行匹配：首先生成AGV备选任务池，然后将各备选调度任务和各备选AGV进行组合，同时利用罚分矩阵，找出总罚分最低的组合，最后给出一个最优任务匹配结果，然后通过派发任务指令与设备控制系统进行交互，控制AGV进行作业。本发明专利技术通过远程的自动化调度和管理，不仅实现了整个作业现场的无人化以及作业效率的提高，同时对AGV的运行数据实时监控，提高了作业安全性和排查解决生产故障的效率。通过使用该调度管理和作业监控方法，降低了AGV空载距离及AGV作业能耗，降低了AGV/QC，AGV/ASC互相等待时间，提高了AGV作业效率，进而提高了整个自动化码头的生产作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法
本专利技术属于自动化码头运输系统
，具体涉及一种根据实时调度需求对AGV进行调度管理以及作业过程监控的方法。
技术介绍
目前自动化码头水平运输设备主要有AGV，L-AGV，AutoShuttle，而在人工码头和半自动化码头通常使用人工驾驶的内集卡。近年来，随着人工成本的不断攀升，越来越多的码头将水平运输设备由内集卡转为了AGV，AGV的使用大大提高了生产效率，节约了成本。现阶段，AGV合理调度、调度系统的稳定性、最大化AGV的利用率是自动化码头生产效率提升的关键。国外自动化码头的运输设备调度只能通过减少运输设备数量、降低运输设备速度来保证整个调度系统运行的稳定性，但这样使得整个码头的作业效率很低。本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
技术介绍
的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述问题，提供一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法，以解决现有AGV调度管理方法只能通过减少运输设备数量、降低运输设备速度来保证整个调度系统运行的稳定性，但这样使得整个码头的作业效率很低的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法，所述方法为：S1、生成AGV备选任务池；S2、获取一定时间内所有可用AGV；S3、将所有可用AGV与所述AGV备选任务池中的任务指令一一关联；添加在AGV调度中所涉及到的限制条件，计算各可用AGV与关联任务指令的总罚分；选择各可用AGV与关联任务指令的总罚分最低的匹配结果，并根据匹配结果将所有指令分派给关联的AGV。如上所述的AGV动态调度管理方法，在所述步骤S3中，计算各可用AGV与关联指令的总罚分包括：获取QC/AGV、AGV/ASC的交互时间窗口，计算AGV早到晚到的罚分，和/或，计算AGV空载距离的罚分，和/或，计算派发任务不均衡的罚分。如上所述的AGV动态调度管理方法，获取QC/AGV、AGV/ASC的交互时间窗口，计算AGV早到晚到的罚分的方法为：根据预估的QC、AGV和ASC运行时间，计算AGV与QC，AGV与ASC的预估交互时间，将预估交互时间与所述交互时间窗口最近的匹配结果的罚分设为0，其他预估交互时间与罚分为0的预估交互时间相比，每早到或晚到单位时间的交互时间的罚分递增；计算AGV空载距离的罚分的方法为：AGV空载距离以最短空载距离的匹配结果的罚分设为0，每延后单位距离的空载距离罚分递增；计算派发任务不均衡的罚分的方法为：每一台桥吊单位时间内所请求的AGV数量有设定阈值，在到达设定阈值后，每增加一台AGV请求，进行相应的罚分。如上所述的AGV动态调度管理方法，所述步骤S1包括如下步骤：S11、获取备选的任务指令；S12、评估QC和ASC的作业效率；S13、根据步骤S11和S12预估QC和ASC的作业时间；S14、预估交互作业时间窗口；S15、过滤出要调度的指令。如上所述的AGV动态调度管理方法，在所述步骤S12中，评估QC和ASC的作业效率的方法为静态配置和动态自适应相结合的方法，所述静态配置的方法为根据实际作业情况人工预估，所述动态自适应方法为根据历史数据，设置不同的权重比，预估作业效率。如上所述的AGV动态调度管理方法，所述设置不同权重比的方法为，根据历史数据得到作业所用时间的平均值，结合本次作业的限制条件和限制条件对应的作业时间预估矩阵设置权重比，预估矩阵中某任务指令所用时间越短，设置权重比越大。如上所述的AGV动态调度管理方法，所述步骤S13中，所述作业时间的预估分为实际QC和ASC抓取箱子所用时间、根据步骤S11和S12并结合实际作业任务指令利用作业调度算法预估的作业时间。如上所述的AGV动态调度管理方法，所述作业调度算法包括如下：先来先服务、最短运行距离优先、最高响应比优先和动态规划调度法。如上所述的AGV动态调度管理方法，所述作业调度算法的权重比可为默认权重比或者根据自身实际情况调整后的权重比。如上所述的AGV动态调度管理方法，对所述AGV作业状态进行实时监控。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术AGV动态调度管理方法主要是将可用的AGV与备选任务池中的任务指令进行匹配：首先是利用混合整数规划、组合优化算法生成AGV备选任务池，然后将各备选调度任务和各备选AGV进行组合，同时利用罚分矩阵，找出总罚分最低的组合，最后给出一个最优任务匹配结果，然后通过派发任务指令与设备控制系统进行交互，控制AGV进行作业。本专利技术通过远程的自动化调度和管理，不仅实现了整个作业现场的无人化以及作业效率的提高，同时对AGV的运行数据实时监控，提高了作业安全性和排查解决生产故障的效率。通过使用该调度管理和作业监控方法，降低了AGV空载距离及AGV作业能耗，降低了AGV/QC，AGV/ASC互相等待时间，提高了AGV作业效率，进而提高了整个自动化码头的生产作业效率。结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例AGV动态调度管理方法的流程图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本实施例提供了一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法，基于具体需求和自动化工作流程，建立一套高效的自动化调度管理流程，通过对AGV作业进行合理的调度，提高了AGV的作业效率，同时利用AGV监控软件以及安装在AGV上的各类智能传感器，对AGV进行实时监控并收集AGV运行数据，进而为监控人员和调度算法优化人员提供数据支持。AGV的作业状态是影响码头作业中重要的一环，通过对AGV作业状态的实时监控可以让操作人员更快发现生产过程中的问题，从而对AGV的调度算法进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法，其特征在于，所述方法为：/nS1、生成AGV备选任务池；/nS2、获取一定时间内所有可用AGV；/nS3、将所有可用AGV与所述AGV备选任务池中的任务指令一一关联；添加在AGV调度中所涉及到的限制条件，计算各可用AGV与关联任务指令的总罚分；选择各可用AGV与关联任务指令的总罚分最低的匹配结果，并根据匹配结果将所有指令分派给关联的AGV。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于全局最优匹配的AGV动态调度管理方法，其特征在于，所述方法为：
S1、生成AGV备选任务池；
S2、获取一定时间内所有可用AGV；
S3、将所有可用AGV与所述AGV备选任务池中的任务指令一一关联；添加在AGV调度中所涉及到的限制条件，计算各可用AGV与关联任务指令的总罚分；选择各可用AGV与关联任务指令的总罚分最低的匹配结果，并根据匹配结果将所有指令分派给关联的AGV。


2.根据权利要求1所述的AGV动态调度管理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，计算各可用AGV与关联指令的总罚分包括：获取QC/AGV、AGV/ASC的交互时间窗口，计算AGV早到晚到的罚分，和/或，计算AGV空载距离的罚分，和/或，计算派发任务不均衡的罚分。


3.根据权利要求2所述的AGV动态调度管理方法，其特征在于，
获取QC/AGV、AGV/ASC的交互时间窗口，计算AGV早到晚到的罚分的方法为：根据预估的QC、AGV和ASC运行时间，计算AGV与QC，AGV与ASC的预估交互时间，将预估交互时间与所述交互时间窗口最近的匹配结果的罚分设为0，其他预估交互时间与罚分为0的预估交互时间相比，每早到或晚到单位时间的交互时间的罚分递增；
计算AGV空载距离的罚分的方法为：AGV空载距离以最短空载距离的匹配结果的罚分设为0，每延后单位距离的空载距离罚分递增；
计算派发任务不均衡的罚分的方法为：每一台桥吊单位时间内所请求的AGV数量有设定阈值，在到达设定阈值后，每增加一台AGV请求，进行相应的罚分。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的AGV动态调度管理方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀徽，殷健，李永翠，陈强，张晓，张雪飞，郭乙运，韩锐，丛安慧，柳璠，
申请(专利权)人：青岛港国际股份有限公司，青岛新前湾集装箱码头有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37