基于多目标规划模型的智能RGV动态调度策略研究

《基于多目标规划模型的智能RGV动态调度策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于多目标规划模型的智能RGV动态调度策略研究谢龙湖南师范大学商学院，410081摘要：运用线性规划、遗传算法、数据包络分析等方法，对智能RGV的动态调度策略进行设计，首先考虑只有一道工序的情况，通过模拟分析建立简单线性规划模型，再利用Mathematic求解一定时间内的最优加工塑以及利用FIFO算法和贪婪算法求解CNC加工每个物料的上下料时间，然后考虑有两道工序的情况，建立多目标FJSPM题模型，确定目标函数，设置相关约束，再使用遗传算法对模型进行求解，得到最优解，最后根据三组具体的测试数据，运用DEA

2、模型检验出模型的有效性，并且证明出系统具有较高的作业效率。关键词：智能RGV；动态调度；多目标FJSP模型；遗传算法；DEA中图分类号：0224文献标识码：A文章编号：随着自动化、软件、网络等技术的发展，轨道式自动引导车（RGV）以其速度快、成本低、可靠性高等优势，取代了一些传统的仓库及车间运送模式，能够实现更快速便捷地与各种加工设备自动接收和发送指令信号等功能。然而，尽管目前RGV已大量运用在实际生产屮，但是其调度策略仍不完善，潘全科⑴等人从周期和时间驱动的角度岀发，将动态调度过程分成多个连续静态调度区

3、问；张超勇⑵等基于滚动窗口的构想，研究出一种多日标遗传算法的调度优化策略；邹攀⑶等以分层蚁群遗传算法为基础，研究出适用于不确定情境下的车间资源驱动的柔性作业车间调度算法；张国辉工等提出了一种多阶段人机协同调度策略本文针对智能RGV的动态调度设计问题。但是，现有的文献大都是在所设定的特定情况和条件下对不同类型的车间调度问题进行研究，或多或少的都有其不足Z处。木文运用线性规划,遗传算法及数据包络分析等方法进行研究，预期分别以--道工序和两道工序为例，对RGV的动态调度策略进行设计。1数据来源与条件模型中使用的

4、数据来源于2018年全国大学生数学建模比赛B题的附件。该智能RGV系统由8台计算机数控机床CNC、1辆轨道式自动引导车、1条RGV直线轨道、1条上料传送带、1条下料传送带等附属设备组成，RGV自带的一个机械手臂、两只机械手爪和物料清洗槽，能够完成上下料及清洗物料等作业任务，系统一次工作时间为8小时。2模型的假设对模型提出以下假设：（1）假设RGV完成一个指令后立即执行下一个指令，不存在时间间隔；（2）假设起始RGV只用给CNC输送生料而不用从CNC取下成料；（3）假设CNC在加工作业完成后向RGV发出需求

5、信号、RGV接收信号、RGV确定上下料作业次序的时间很短，可忽略不计；（4）假设RGV运行至某个需要作业的CNC处时，上料传送带就已经将生料送到该CNC正前方，供RGV上料作业，即不考虑运料时间；（5）假设RGV连续移动n个单位的时间不超过它移动刃次1个单位的时间和；（6）假设RGV在安排加工任务吋能够自动平衡设备的生产负荷，能避免个别设备负荷过重或空闲的情况。3求解最大加工量及上下料时间的一道工序线性规划模型3.1研究思路一道工序的物料加工作业情况为每台CNC安装同样的刀具，物料可以在任一台CNC上加工

6、完成，加工步骤只有一步。首先考虑加工时间的长短可能对最优路径有影响，分为两种情形：一是在八个CNC均上料后最先上料的CNC尚未加工好，二是在八个CNC均上料前最先上料的CNC已加工好，然后，经过模拟分析建立简单线性规划模型，利用Mathematic求解8小时内最优加工量，以及利用FIFO算法和贪婪算法求解CNC加工每个物料的上下料时间。3.2模拟分析对仅有一道工序的作业情况进行模拟分析，为了让系统在一次工作时间内效率最高，即通过调度RGV,使加工数量最大化，以以下三个条件为调度标准：⑴距离优先。在RGV工

7、作完上一项作业时，立即对前面收到的上料需求信号的CNC进行距离排序，优先前往距离较近的CNC操作位置。这样可以节省CNC的等待时间。(ii)先发信号优先。等距离调度优先前往最先发出上料需求信号的CNC操作位置。这样既保证了调度的逻辑性又避免了先发出信号CNC的等待时间过长。(iii)奇数优先。在距离相等，同时发出上料需求信号时，优先前往奇数号CNC操作位置。由于奇数编号CNC±下料时间总是短于偶数编号CNC±下料时间，这样节省了后面CNC等待的时间。将RGV分为是否等待两种情形：情形一是在8个CNC均上料

8、后，最先上料的尚未加工好，即RGV需要等待；情形二是最先上料的已加工好，此时无论RGV向何CNC操作位置移动，RGV都处于持续工作状态，在情形二状态下又分为两种情况来分别描述：当第一个CNC加工完成后，若RGV正处于给编号5#,6#,7#,8#作业下，以典型代表6#CNC进行模拟分析并说明RGV调度情况；若RGV正处于给编号2#,3#,4#CNC作业下，以典型代表4#CNC进行模拟分析并说明RGV调度情况，模拟过程如下：CNC