一种考虑缓冲区容量的3C智造车间AGV调度系统与方法技术方案

一种考虑缓冲区容量的3C智造车间AGV调度系统与方法，系统包括：网络传输层、信息接收层、调度控制层、信息发送层、运输应用层等结构；AGV调度方法包括：中央控制单元首先提取车间环境中的信息；进而根据3C智造车间的订单信息提取相关特征值；根据提取到的信息，将所需要运输的任务依照优化目标进行排列组合，并分配到等待工作的AGV；AGV接到分配的任务后开始执行，同时与工作环境进行交互，将信息上传到中央控制单元；中央控制单元通过AGV提供的信息，对AGV运输状态和机器加工状态进行及时观测，实现车间任务的实时性调度；本发明专利技术实现AGV的全局调度，解决产线缓冲区容量不足导致的AGV阻塞等问题。AGV阻塞等问题。AGV阻塞等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑缓冲区容量的3C智造车间AGV调度系统与方法


[0001]本专利技术属于车间调度
，具体涉及一种考虑缓冲区容量的3C智造车间AGV调度系统与方法。

技术介绍

[0002]随着工业4.0的发展，3C制造业加快向数字化、智能化和网络化智能车间和智能工厂转型。AGV智慧物流是智能车间和智能工厂的核心组成部分，对于提升生产效率和制造质量具有重要意义。在3C智能制造车间和工厂中，AGV智慧物流要根据生产需求、产线布局和仓储规划进行快速、准确、最佳的物料传输。
[0003]常见的AGV智能调度方法主要包括整体式调度和分布式调度。在整体式调度中，中央控制单元负责订单获取、物料派发和协同调度，AGV只需按照中央控制单元规划的任务执行。这种方式便于管理，具有较强的全局优化能力，但在处理冲突时会产生数据传输效率较低等问题。在分布式调度中，每个AGV都是独立的个体，能够自行对获取的任务进行调度，但是，如何实现多辆AGV的协同调度与减少冲突具有较大困难和挑战。
[0004]当前，3C智能生产车间主要采用基于调度规则的整体式AGV调度。申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑缓冲区容量的AGV调度系统，其特征在于，包括网络传输层、调度控制层、信息发送层和运输应用层；所述的网络传输层，根据车间的加工环境建立通信局域网络，用于车间中的加工机器、AGV运输车辆与中央控制单元进行信息交互；所述的信息接收层，用于中央控制单元接收订单信息、加工机器信息和AGV运输车辆信息；所述的调度控制层，用于中央控制单元根据接收到的信息，以及调度目标与调度规则，利用强化学习算法对多台AGV的运输任务进行分配，实现有限缓冲区容量下的最优调度；所述的信息发送层，用于中央控制单元将调度应用层计算得到的最优调度结果分别派发给每台AGV；所述的运输应用层，用于AGV接收到中央控制单元派发的任务后，进入车间环境进行运输，同时与车间环境进行交互，将运输信息通过信息接受层实时传输给中央控制单元。2.基于根据权利要求1所述的一种考虑缓冲区容量的AGV调度系统的调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过AGV调度系统中的信息接受层和网络传输层，中央控制单元以特征矩阵的方式提取车间环境信息，包括机器的占用情况、AGV的工作情况以及各生产线缓冲区的缓冲容量；S2、在调度控制层中，中央控制单元根据3C智造车间的订单信息提取相关特征值，特征值包括工件生产过程消耗的时间、所占用机器、工序数量；S3、中央控制单元根据步骤S1和S2的信息，通过调度控制层的算法模块将所需要运输的任务依照优化目标进行排列组合，将结果输送到动作模块中，通过信息发送层和网络传输层分配到等待工作的AGV；S4、AGV通过步骤S3接到中央控制单元分配的任务，进入执行任务阶段，同时与运输应用层中的工作环境进行交互，将信息上传到中央控制单元；S5、中央控制单元通过步骤S4中AGV提供的信息，通过网络传输层和信息接受层对AGV运输状态和机器加工状态进行及时观测，实现车间任务的实时性调度。3.根据权利要求2所述的一种考虑缓冲区容量的AGV调度方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：通过AGV调度系统中的信息接受层和网络传输层，中央控制单元在接收第一份订单前会获取车间环境信息，形成AGV的工作情况表、AGV到各目标机器间的运输时间、机器的工作情况表、产线间缓冲区缓冲容量表的特征矩阵，当第一份订单开始执行到所有工作结束前，这些信息将由处在工作环境中的各台AGV与环境交互后提供。4.根据权利要求2所述的一种考虑缓冲区容量的AGV调度方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：在调度控制层中，中央控制单元将订单信息进行整合提取，将所加工的工件按照加工顺序的先后进行排列，形成关于工件加工工序和机器的就绪时间表、等待时间表、加工过程时间表；所述的就绪时间表指工件开始进行加工的时间，由于缓冲区有限容量的限制，导致机器发生堵塞的情况，工件就绪时间不等于工件到达机器的时间；等待时间表是指每个工件
在到达就绪时间后仍进行等待加工，该时间与机器拥堵无关，与机器上一时刻加工的工件和目标工件的上一道工序有关，如第j个工件的第i道工序对应的等待时间如式(1)所示：式中：为第j
‑
1个工件的第i道工序对应的加工时间；为第j
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1个工件的第i道工序对应的就绪时间；为第j个工件的第i
‑
1道工序对应的加工时间；为第j个工件的第i
‑
1道工序对应的就绪时间。5.根据权利要求2所述的一种考虑缓冲区容量的AGV调度方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：步骤S3中的优化目标，通过调度控制层的算法模块将所需要运输的任务依照优化目标进行排列组合，将结果输送到动作模块中，优化目标具体包括：最大运输时间最小化、交货延迟期最小化、AGV能耗最小化和机器空闲时间最小化；所述的分配到等待...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙孝飞，郭捷，魏灿名，金翔，梅雪松，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：