AGV调度优化系列论文解读与汇总

Posted 2021-09-19 码丽莲梦露

        这篇博文主要用于记录AGV调度优化的相关文章，包括机器与AGV联合调度及各类车间或其他场景的AGV调度，此处主要总结中文文献，英文文献可见专栏AGV。由于中文文献大多较为简单，所以以下文献皆为简述，包括具体问题、方法、实验以及个人针对部分文章的代码实现等。

1 《基于混合遗传算法的柔性作业车间机器和AGV规划》

来源：四川大学学报/2021.03/四川大学机械工程学院（自然科学版）

问题：柔性作业车间机器/AGV的双资源集成调度问题

        柔性作业车间多AGV配送的调度问题，以加工过程中AGV运送工件从毛坯库到成品库总时间最短为目标，考虑了冲突碰撞和AGV在等待时的位置占用问题。

        假设：（1）AGV一次只运送一个工件；

方法：

        基于时间表和A*算法的混合遗传算法，设计了基于任务单元的染色体结构，在解码操作用中根据时间表信息，使用A*算法和冲突解决方案规划出每个任务单元中小车无碰撞和占用冲突的最佳路径。

实验：

        实现数据来自：An Ant Colony Algorithm (ACA) for solving the new integrated model of job shop scheduling and conflict-free routing of AGVs 

        论文速读：《An Ant Colony Algorithm (ACA) for solving the new integrated model of job shop scheduling and conflict-free routing of AGVs》

1.1 细读记录

1.1.1 问题描述

        这篇论文的总调度任务为确定每一个任务单元的执行顺序，加工机器和AGV小车，规划AGV小车的最佳行驶路径，获得各工件工序的最佳开始加工时间和加工完成时间，以及最早运回成品区的时间。

        以每个工件的每道工序为一个任务单元，并考虑加工完成后将工件运回成品区的任务，每个工件有Ｐｉ＋１个任务单元，其 中，最后一个任务单元只含有运输任务，其余则包含运输任务和加工任务．任务及资源调度解析图如下：

 1.1.2 路径规划冲突类型及解决策略

        上图LU1表示毛坯仓库上的货点，LU2表示成品仓库的卸货点。

        小车的一次运输任务周期内的几种状态如下： 

 1.1.3 A*算法

        点击此处可了解与学习：A*算法——Dijkstra算法的扩展

1.1.4 AGV行走状态冲突及解决策略

        AGV路径规划的问题中，常见的交通阻塞有相向阻塞、交叉阻塞和节点占用三种。假设起始 时间ｔ，每拓展一个节点时间增加Δｔ，在Ａ＊算法中拓展节点Ｎ时，根据时间表查询待拓展节点的占用情况，并判断阻塞类型．

        （1）若为交叉阻塞，小车以当前点当作一个临时目标点，查询节点Ｎ占用结束时间为ｔ１，以当前节点Ｃ为新的起始点，起始时间ｔ＝ｔ１ 进行路径规划，更新时间表．

        （2）若为相向阻塞和节点占用，则将被占用节点Ｎ设为不可行点，并继续拓展新的节点，若无可拓展节点，则起始时间ｔ＝ｔ＋Δｔ，重新进行路径规划.

1.1.5 AGV等待状态冲突及解决策略

        由于ＡＧＶ小车完成单个任务后停靠于机器旁，而其他任务优先级的小车若要访问此机器则不允许其长时间占用，因而产生的机器节点位置占用冲突。

1.2 解法 

        编码方式：