基于改进遗传算法的物料配送多AGV调度优化.pdf

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1、2015年3月机械设计与制造工程Mar．2015第44卷第3期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44No．3DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．03．004基于改进遗传算法的物料配送多AGV调度优化刘旭，楼佩煌，钱晓明，武星(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：为解决混流作业车间中物料配送多自动导引车(AGV)的调度优化问题，以AGV配送物料行驶时间最短为目标建立数学优化模型，提出了一种改进的遗传算法进行AGV的任务分配和配送路径优化。在

2、算法设计过程中，采用直接反映AGV配送路径和任务分配的整数编码方式，为避免常规交叉变异过程中产生不可行解的情况，改进了交叉变异算子，采用最好一最坏交叉模式和基因段随机交换的变异模式，获得了优化的调度方案。最后，以某重型机械公司装配车间内物料输送AGV调度优化为实例，并与遗传算法和分支定界法进行对比，验证了所提方法的可行性和有效性。关键词：自动导引车；调度；数学优化模型：改进遗传算法中图分类号：TH24；TP278文献标识码：A文章编号：2095—509X(2015)o3—00l6—06随着自动化技术和计算机技术不断发展，自动学模型的基础上，

3、提出了一种改进的遗传算法(Im—导引车(AutomatedGuidedVehicle，AGV)作为一种provedGeneticAlgorithm，IGA)进行求解，最后针灵活高效的输送设备在制造系统、码头以及仓储系对具体实例，给出了物料配送路径和AGV任务分统等领域得到广泛的推广和应用。据相关资料统配优化结果，证明了所提方法的有效性和可行性。计，在制造业中不足5％时间用于加工装配，而超过95％时间用于物流配送，因此物料的及时准确1问题的描述和建模供应直接关系到生产线的流畅性_】-2]。AGV作为混流作业车间物料输送是根据各工作站的物物流配

4、送的关键设备，如何合理地进行调度，以提料配送需求，合理调度AGV将物料准确及时地运高物料搬运效率和降低生产成本，一直是企业关注送到各需求点。混流作业车间物料配送AGV调度的焦点。目前国内外对AGV调度的研究也比较优化问题比较复杂，在建模过程中必须考虑AGV多，主要集中于AGV路径和生产效率优化方面J。任务分配原则、物料需求情况、AGV路径冲突、车王国新等针对制造系统中单AGV任务调度优化载容量等因素。如果AGV调度不合理，可能使物问题，提出离散仿真和分支定界(BranchandBound料配送时间过长，导致生产成本增加。鉴于混流作Algor

5、ithm，BBA)相结合的方法，但是该方法迭代次业车间中物料配送多AGV调度比较复杂，故作如数较多；罗建等针对自动仓储系统调度优化问下假设：题，建立单AGV调度数学模型，运用一种改进量子a．系统生产节拍、系统布局、系统AGV数量和微粒群算法(QuantumParticleSwarmOptimization，导引路径均是已知，AGV启动、停止时间和运行故QPSO)来求解模型，但是没有考虑多任务调度问障问题(系统瘫痪、脱线等)忽略不计，AGV在工作题；Nishi。等针对制造系统中多AGV路径规划问站中的服务时间是固定的。题，建立多AGV调度模型

6、，提出一种分解算法进行b．所有缺料的工作站只需配送一次，同一个求解。工作站不允许配送两次。以上研究多集中在单AGV或单任务调度优化c．AGV初始位置均在物料配送中心，沿着最问题上，本文对车间物料输送多AGV调度优化问短路径，以固定速率运行。题进行了深入的研究，在建立多AGV调度优化数d．AGV可以同时接收多个任务，依次执行，并收稿日期：2015—03—03基金项目：江苏省物流自动化装备工程中心资助项目(JS一20130001／005)；江苏省科技支撑资助项目(BE2014137)作者简介：刘旭(1988一)，男，山东威海人，南京航空航天大学

7、硕士研究生，主要研究方向为自动导引车调度与控制。·16·2015年第3期刘旭：基于改进遗传算法的物料配送多AGV调度优化且AGV可以同时搬运不同品种的物料，物料配送J=I卜l+t√一1+驰‘UV，_，(9)一旦开始，则配送过程是连续的，不允许出现中断。混流作业车间物料配送AGV调度优化问题可其中：．表示第i辆AGV完成第个任务所以描述为：在混流作业车间中共有辆相同容量的需的时间t表示第i辆AGV的(J一1)个任务AGV小车，某阶段制造系统有Ⅳ个工位或工作站所在的工作站到第_『个任务所在工作站所需的时间；表示第i辆AGV在工作站k中的物料卸载

8、需要物料配送，AGV在装载好物料后将物料依次．送到工作站，直至完成所有物料配送后返回到物料时间。式(1)表示最小化完成所有配料任务的时配送中心。为了使AGV完成物料配送耗时最短，