一种多载量AGVS防死锁任务调度方法技术

本发明专利技术提供一种多载量AGVS防死锁任务调度方法，属于自动导引车系统技术领域。首先，统计系统中各工位挂车缓存空间信息和空闲AGV集；接着，根据工位补料顺序生成规则生成数个工位补料顺序方案，根据个体生成规则对初始种群进行补全；然后，根据AGV分组策略对空闲AGV进行分组；再然后，基于空置挂车回库任务调度决策、死锁避免策略及满载挂车配送任务调度决策对种群中个体进行评价；最后，利用智能优化算法产生新一代工位补料顺序种群，当达到预设迭代次数时，通过折中策略输出最优个体作为最优调度方案。本方法可有效避免多载量AGVS第一类死锁问题，同时基于对生成初始种群的优化及种群进化中的算法改进，在获得优秀解的同时提升了算法的收敛速度。升了算法的收敛速度。升了算法的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】
一种多载量AGVS防死锁任务调度方法


[0001]本专利技术涉及自动导引车系统
，具体涉及一种多载量AGVS防死锁任务调度方法。

技术介绍

[0002]由多台自动导引车(Automatic Guided Vehicle，AGV)组成的AGV系统(AGV System，AGVS)是一种用于物料配送的多移动机器人系统，具有柔性及自动化程度高、运行噪音低、系统扩展能力强等诸多优点，已成为标志性智能物流装备，在仓储物流、制造车间、港口运输等领域的应用愈加广泛。在对AGVS规划设计与优化调控时需要解决导引路径网络设计、任务调度、交通管理、路径规划等诸多难题。其中，AGVS任务调度一直是AGVS研究领域的热点，存在诸多的调度算法，但多数是以传统单载量AGVS为研究对象。近年来，多载量AGVS因其单车运输能力强、交通拥堵率低等优势，受到了工业及学术界的广泛关注。
[0003]现有的多载量AGVS任务调度问题均未考虑各工作站所能容纳挂车数量的约束。该约束属于缓冲区容量约束，在对单载量AGVS的研究中已证实：忽略该类约束会引发系统死锁现象，最终使调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多载量AGVS防死锁任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：统计各工位挂车缓存空间信息和空闲AGV集；S2：根据工位补料顺序生成规则，生成数个工位补料顺序方案，并将工位补料顺序方案作为智能优化算法初始种群中的部分个体，根据个体生成规则对初始种群进行补全；S3：根据AGV分组策略，将系统中的空闲AGV进行分组，形成用于执行空置挂车回库任务的AGV集和用于执行满载挂车配送任务的AGV集S4：对种群中的每个个体进行评价：首先，以个体的工位补料顺序方案为基础，根据空置挂车回库任务调度决策，从中为空置挂车回库任务分配AGV，形成空置挂车回库任务调度方案；然后，基于工位补料顺序方案，根据死锁避免策略依次判定满载挂车配送任务是否会使执行AGV成为阻塞AGV，若是，跳过该任务，若否，根据满载挂车配送任务调度决策，从中为任务分配AGV，形成满载挂车配送任务调度方案；最后，根据形成的空置挂车回库任务调度方案和满载挂车配送任务调度方案，对个体进行目标函数的计算，以目标函数值作为个体的评价；S5：以智能优化算法为优化流程，以初始种群为起始种群，基于个体的评价，根据进化策略，不断进化产生新一代工位补料顺序种群，当达到预设迭代次数时，通过折中策略输出最优个体作为最优调度方案，反之，进入步骤S4。2.根据权利要求1所述的多载量AGVS防死锁任务调度方法，其特征在于，所述工位补料顺序生成规则为工位当前空置挂车数量多者优先、工位当前非空挂车数量多者优先、工位当前零件套数少者优先、基于系统当前状态的多属性规则、工位下次补料时空置挂车数量多者优先、工位下次补料时非空挂车数量少者优先、工位下次补料时零件套数少者优先、基于工位下次补料时系统状态的多属性规则中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的多载量AGVS防死锁任务调度方法，其特征在于，所述工位当前空置挂车数量多者优先，具体为：式中：
↓
表示该规则将各工位W
i
按照其效用值从高到低确定工位补料顺序；表示工位W
i
在当前时刻的空置挂车数；表示AGV G
m
从工位W
i
装载的空置挂车数；N
G
为系统中的AGV总数；表示工位W
i
中已分配搬运AGV但尚未挂载的空置挂车数；所述工位当前非空挂车数量少者优先，具体为：式中：
↑
表示该规则将各工位W
i
按照其效用值从低到高确定工位补料顺序；工位W
i
在当前时刻的非空挂车数；表示AGV G
m
本次配送至工位W
i
的满载挂车数；
表示已分配搬运AGV但尚未送达工位W
i
的满载挂车数；所述工位当前零件套数少者优先，具体为：式中：表示工位W
i
在当前时刻的辅料套数；K
i
表示工位W
i
的每辆满料挂车所能装载的最大辅料套数；所述基于系统当前状态的多属性规则，具体为：所述工位下次补料时空置挂车数量多者优先，具体为：式中：τ(0,i)表示AGV从辅料库存区直接运行至工位点P
i
的平均时间；ξ为车辆装配产线的生产节拍；所述工位下次补料时非空挂车数量少者优先，具体为：式中：Ceil()表示向上取整运算；所述工位下次补料时零件套数少者优先，具体为：所述基于工位下次补料时系统状态的多属性规则，具体为：4.根据权利要求1所述的多载量AGVS防死锁任务调度方法，其特征在于，所述死锁避免策略，为在任何时刻均保证系统中任一工位的挂车剩余空间均非负，从而避免系统中出现阻塞AGV；当工位W
i
所能容纳的挂车剩余空间R
i
为0时，继续为工位W
i
的待分配满载挂车配送任务分配AGV，将使得该执行AGV成为阻塞AGV，停止为工位W
i
的待分配满载挂车配送任务分配AGV，所述阻塞AGV为承担了挂车缓存区剩余空间为0的工位的满料挂车配送任务的AGV。5.根据权利要求1所述的多载量AGVS防死锁任务调度方法，其特征在于，所述空置挂车回库任务调度决策，包括以下步骤：S4.1.1：初始化，输入工位补料顺序序列SQ
W
和用于执行空置挂车回库任务的空闲AGV集将中每辆AGV G
m
的任务开始执行时间设置为0，AGVG
m
的空置挂车回库任务执行顺序初始化为空，完成后转S4.1.2；S4.1.2：依次取工位补料顺序序列SQ
W
中的下一工位编号，假定工位编号为W
i
，工位W
i
的
当前待分配空置挂车回库任务为转S4.1.3；S4.1.3：计算中每辆AGV，完成所有已分配空置挂车挂载后赶达工位W
i
的时刻，将任务分配给最早到达工位W
i
的AGV G
m
，即设置：与AGV G
m
的分配关系转S4.1.4；S4.1.4：预测AGV G
m
到达工位W
i
的时刻以及该时刻工位W
i
所拥有的未分配空置挂车数空置挂车数继而确定G
m
需要从工位W
i
运回的空置挂车数运回的空置挂车数式中：C
G
为AGV所能挂载的最大挂车数；转S4.1.5；S4.1.5：更新SQ
W
和的信息，将工位W
i
从SQ
W
中删除，若G
m
已满载则将其从中删除，转S4.1.6；S4.1.6：检验SQ
W
和的信息，若SQ
W
和均非空，转步骤S4.1.2，否则，转S4.1.7；S4.1.7：空置挂车回库任务调度决策完成，输出各和6.根据权利要求1所述的多载量AGVS防死锁任务调度方法，其特征在于，所述满载挂车配送任务调度决策，包括以下步骤：S4.2.1：初始化，输入工位补料顺序序列SQ
W
和用于配送满置挂车空闲AGV集...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海宁，郑竹安，李珲，楼佩煌，武星，钱晓明，陆俊曦，任尚锋，韦薇，赵祥，王雨轩，顾海航，邓琦，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：