CN102981468B - 集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统及方法，该制造系统包括搬运机器人、多个物料输入台、多个加工机器、多个装配台、成品输出台、一个中央控制台，和连接制造车间中各种设备的网络。在制造系统运行时，材料和零件之间不仅有复杂的组装和加工关系，部分材料和零件还需要在限定的时间内从某个工作台输送到另外一个的工作台进行加工或装配。搬运机器人负责在物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台之间搬运物料和工件。中央控制台通过网络收集信息并分析状况，监控整个制造系统，并发送指令和数据到各个设备上，在给定制造产品的环境和约束后，优化机器人搬运调度方案，最大化产品的产出。

Description

集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统及方法

技术领域

本发明通常涉及制造系统，特别涉及一种集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统及方法。

背景技术

在现代制造系统中，一些原材料和零部件需要先进行处理再组装成完整的产品。生产设计人员可以将多个加工工艺和装配工艺组合在一起形成一个技术处理网络，一个完整的产品对应一个技术处理网络。在一些工作台，材料或零件进行特定的处理，如车、铣、淬火、开槽、加热、清洗和冷却等，在其他一些工作台上，材料和零部件可以组装成半成品，并运送到下一个工作台，最后，所有的零部件和半成品运到总装配工作台，在总装配工作台中进行最后组装，形成产品，最后，被运送到成品输出工作台。在某些制造中，材料和零件之间不仅有复杂的组装和加工关系，部分材料和零件还需要在限定的时间内从某个工作台输送到另外一个的工作台进行加工或装配，以保持热、软或非氧化等特性，否则将影响产品质量。这样需要将加工与装配所涉及的全部生产设备集中部署在一起，这就形成了加工与装配一体化环境。

在严酷的生产环境中，工件太重、温度太高或有毒等，由工人负责搬运物料几乎是不可能的。在加工与装配一体化生产环境中，使用机器人进行搬运物料从而进一步提高自动化、智能化，把人们从有毒的、有害的、高温的或危险的环境中解放出来是大势所趋。

目前利用机器人进行搬运物料方面，主要应用在flow-shop（流水线车间）中。在flow-shop中，所有工件按相同的顺序经过一系列工艺处理阶段，多个机器人负责在一系列工艺处理阶段之间传送材料，如美国专利公开说明书CN1806213A（公开日2006年7月19日）公开的调度多机器人加工系统。国外学者Dawande et al.等人研究并总结了在flow-shop中机器人搬运工件的调度加工系统。国外学者Johann and Sigrid等人探讨了单个机器人在job-shop（作业车间）中的调度加工系统。在job-shop中，每个工件需要按照给定的工艺顺序在机器上加工，但不同的工件可能有不同的工艺顺序要求，flow-shop是job-shop的一种特殊情况。单个机器人负责按照工件的工艺顺序在不同机器之间搬运，同时需满足一定的约束条件，如避免多个工件共用一台机器时发生冲突等。这类专利与研究成果都主要关注工件的加工。

目前利用机器人进行装配方面，主要应用在装配区内，机器人根据一定的次序和相应的动作，将各种物料、材料、或零部件组合成一个产品。比如日本专利公开说明书（申请公布号CN102556383A，申请公布日2012年7月11日）公开的加工系统、机器人以及产品的制造方法中，机器人固定在某处，然后根据预先示教的动作从上游的输送带和周围的物品供给处取出物品，在作业台上实施作业，然后将产品送到下游的输送带被搬运出去。此类情景中，所有需要的物料、材料和零部件都已经加工好并运送到机器人周围，其主要关注产品的装配。

在物料自动搬运方面，台湾专利公开说明书CN1587010A（公开日2005年3月2日）公开的自动化物料搬运系统中，台车利用连续式输送带所提供的传输路径，在各加工中心的仓储间进行物料传输；台湾专利公开说明书CN101281404A（公开日2008年10月18日）公开的工厂自动化系统以及相关方法中，实时派发系统依据一传送请求，根据运输物品的特点和运输路径上是否有其他运输，选择合适的最短路径，然后进行物料传输，确保制造过程中超级热批以及高优先批次能够及时运输。

上述专利和研究成果虽然对加工与装配一体化环境中机器人搬运的调度加工系统有一定的帮助，但还存在以下缺点：

1、针对在flow-shop中机器人搬运工件的调度加工系统，比如美国专利公开CN1806213A（公开日2006年7月19日）公开的调度多机器人加工系统，和已有的在flow-shop和job-shop中机器人搬运调度的研究中，不能满足多个工件合并装配的要求。

2、利用机器人进行装配方面，如日本专利公开说明书（申请公布号CN102556383A，申请公布日2012年7月11日）公开的加工系统、机器人以及产品的制造方法中，没有考虑物料和半成品的加工情况。

3、在自动化物料搬运系统中，比如台湾专利公开说明书CN1587010A（公开日2005年3月2日）公开的自动化物料搬运系统中，台车在各加工中心的仓储间进行物料传输，物料可能在仓储间停留较长一段时间，难以保证部分材料和零件在限定的时间内从某个工作台输送到另外一个的工作台进行加工或装配，以保持热、软或非氧化等特性，可能影响产品质量。

4、在物料可实时派发的系统中，比如台湾专利公开说明书CN101281404A（公开日2008年10月18日）公开的工厂自动化系统以及相关方法中，由传送请求触发，然后根据运输物品的特点和运输路径上是否有其他运输，选择合适的最短路径，然后进行物料传输。然而在加工与装配一体化环境中，多个不同类型的产品同时进行加工和装配时，运输路径上可能特别繁忙而造成延误，难以保证部分材料和零件在限定的时间内从某个工作台输送到另外一个的工作台进行加工或装配，以保持热、软或非氧化等特性，可能影响产品质量，同时受动态运输线路的影响，难以满足产量最大化的需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统及方法，采用本发明能够最大优化产品的产出。

本发明的技术方案为：

一种集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，包括一个或多个技术处理网络：所述技术处理网络包括：

若干个物料输入台，用于存储并提供物料；

若干个加工机器，用于对物料、工件或半成品进行加工；

若干个装配台，用于将达到装配台的物料、工件和半成品进行装配；

若干个成品输出台，用于存放加工和装配后的成品；

搬运机器人，用于在物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台之间搬运物料和工件；

中央控制台，用于配置和存储技术处理网络，动态检测信息和发出控制指令； 

网络，用于连接物料输入台、加工机器、装配台、成品输出台、搬运机器人和中央控制台。

所述制造系统还包括用于引导机器人运行的轨道或磁性导引线。

所述搬运机器人的数量与技术处理网络的数量对应。

所述搬运机器人为单台时，所述搬运机器人与轨道或磁性导引线结为一体，由轨道或磁性导引线通过弱电网络连接到中央控制台；

所述搬运机器人为多台时，制造系统还铺设有弧形避让轨道；搬运机器人上设有受电装置杆和内置电池，所述轨道或磁性导引线上方部署有架空接触网，所述搬运机器人沿轨道或磁性导引线行走时，搬运机器人伸出受电装置杆与架空接触网接触来为搬运机器人供电，所述搬运机器人沿弧形避让轨道行走时，搬运机器人缩进受电装置杆，由搬运机器人内置电池供电。

所述中央控制台用于配置和存储物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台的位置、状态以及物品所对应的技术处理网络，配置相应的设备之间的传输需求、机器人的搬运动作和执行状态信息；通过网络收集物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台的动静态信息，分析信息作出调度安排。

所述中央控制台设置在由消音玻璃和金属组成的密闭空间内，所述密闭空间还铺设有消震材料。

所述网络为采用有线或无线方式连接的局域网络。

所述物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台上均设有入料窗口和出料窗口，对于物料输入台和成品输出台，所述入料窗口和出料窗口分别位于设备的两侧；对于加工机器和装配台，所述入料窗口和出料窗口为同一窗口或分布在不同位置处的两个窗口。

一种应用于集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统的方法，包括以下步骤：

1）获取制造系统中配置的设备坐标位置信息，该坐标位置为设备与搬运机器人之间装载和卸载物料时的接口位置；

2）获取产品对应的技术处理网络信息，各设备之间物料搬运的连接关系；

3）获取产品对应的物料的时间限制约束信息，即物料从一个工作台到达另一个工作台的限定时间信息；

4）初始化中央控制台的智能优化算法数据；包括初始的多个搬运次序组成的初始种群、算法的循环次数、运行时间、算法的停止准则、算法的各种参数的设置；

5）判断运行是否满足停止准则，如果满足停止准则则跳转至步骤7），否则跳转步骤6）；

6）计算多个搬运次序的周期，优化种群，返回步骤5）；

7）输出种群中最好的搬运次序。

本发明的有益效果为：1）在加工与制造一体化环境中，搬运机器人根据物料特性和产品对应的技术处理网络进行物料搬运，满足物料和零部件之间复杂的加工与装配关系和时间限制约束，提高制造的自动化和智能化。2）中央控制台运行智能优化算法，寻找较好的机器人搬运次序，发送指令给相关数控设备，循环执行，最大化产品产量。

附图说明

图1是显示本发明一实施例的某一产品对应的技术处理网络。

图2是根据本发明和图1所示的产品技术处理网络的一实例制造系统。

图3是根据本发明和图1所示的产品技术处理网络的另一实例制造系统。

图4是根据本发明实施例操作，包括多个产品技术处理网络的制造系统。

图5是制造系统中机器人准备服务某一技术处理网络时，优化搬运次序的方法的流程图。

图6是机器人装载/卸载物料和等待时离开直线路径的轨迹和两机器人行走有冲突时的避让轨迹。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1说明某一产品对应的技术处理网络，M1，M2，M3，M7，M9是物料输入台，在物料输入台中，通过一定措施让物料保持一定的特性，比如保持热、软、新鲜、非氧化等；M5和M6是加工机器，用于完成处理工艺；M4，M8，M10是装配台，用于完成装配工艺；M11是成品输出台，用于存储最终产品。完成该产品的技术处理过程是，物料从物料输入台M1和M2输送到装配台M4进行装配，得到的半成品输送到加工机器M6进行加工，得到加工后的半成品输送到装配台M8，同时从物料输入台M7输送物料到装配台M8，在装配台M8上进行装配得到的半成品输送到装配台M10；物料从物料输入台M3输送到加工机器M5进行加工，得到加工后的半成品输送到装配台M10，物料从物料输入台M9输送到装配台M10；在装配台M10将各种物料与半成品进行装配，得到完整的产品，最后将产品输送到成品输出台M11。这时所有物料经过这个技术处理网络处理后得到了一个产品。这个过程可以不断重复，从而生产出多个相同类型的产品。

图2是根据本发明和图1所示的产品技术处理网络而实施操作的一实例制造系统。在制造系统10中，具有多个物料输入台12，多个加工机器14，多个装配台16，一个成品输出台18，一个中央控制台20，一个搬运机器人22。物料输入台12、加工机器14、装配台16、成品输出台18、中央控制台20等设备部署成一行，在这些设备前面铺设一轨道，搬运机器人22可以在轨道上来回移动搬运，中央控制台20运行智能优化算法得到机器人搬运次序，监控并发送指令到相关数控设备上。为确保生产过程安全，在制造系统10周围设置安全栏杆，非必要情况下，人及动物不能进入。

图3是根据本发明和图1所示的产品技术处理网络而实施操作的另一实例制造系统。在制造系统10'中，具有一个中央控制台20，一个搬运机器人22, 一个物料区24, 一个加工区26, 一个装配区28, 一个成品区30。物料区24中分两边摆放多个物料输入台12，加工区26中分两边摆放多个加工机器14，装配区28中分两边摆放多个装配台16，成品区30中摆放一个成品输出台18。在这些设备中间铺设一轨道，搬运机器人22可以在轨道上来回移动搬运，中央控制台20运行智能优化算法得到机器人搬运次序，监控并发送指令到相关数控设备上。为确保生产过程安全，在制造系统10'周围设置安全栏杆，非必要情况下，人及动物不能进入。

图4示例说明根据本发明的特定实施例操作的，包括多个产品技术处理网络的制造系统。在制造系统10''中，具有一个中央控制台20，多个搬运机器人22, 一个物料区24, 一个加工区26, 一个装配区28, 一个成品区30。物料区24中摆放多排物料输入台12，加工区26中摆放多排加工机器14，装配区28中摆放多排装配台16，成品区30中摆放多排成品输出台18。制造系统10''中铺设了导引机器人行走的磁性导引线32，磁性导引线32纵横交错，横向穿过物料区24、加工区26、装配区28和成品区30，在各区之间铺设着纵向磁性导引线32。搬运机器人22可以沿着磁性导引线32到达制造系统10''中任何一台设备。中央控制台20运行智能优化算法得到机器人搬运次序，监控并发送指令到相关数控设备上。为确保生产过程安全，在制造系统10''周围设置安全栏杆，非必要情况下，人及动物不能进入。

图5示例说明制造系统中机器人准备服务某一技术处理网络时，优化搬运次序的方法的流程图。在方法的流程图40中，在步骤41，获取制造系统中配置的设备坐标位置信息，该坐标位置为设备与机器人之间装载和卸载物料时的接口位置；在步骤42，获取该产品对应的技术处理网络信息，从而知道了各设备之间物料搬运的连接关系；在步骤43，获取该产品对应的物料的时间限制约束信息，即某物料必须在限定的时间内从某工作台到达另外一个工作台的信息；在步骤44，初始化智能优化算法数据，比如初始的多个搬运次序组成的初始种群、算法的循环次数、运行时间、算法的停止准则、算法的各种参数的设置等；在步骤45，判断算法运行是否满足停止准则，如果没有满足停止准则，则进入步骤46，计算多个搬运次序的周期，选择较好的继续优化计算，优化种群，然后返回步骤45再次判断，不断循环，直到满足停止准则。如果已经满足停止准则，就运行步骤47，输出得到的经过智能优化算法计算后得到的种群中最好的搬运次序。

图6示例说明机器人装载/卸载物料和等待时离开直线路径的轨迹和两机器人行走有冲突时的避让轨迹。当机器人装载/卸载物料和等待时，如果停在直线行走的磁性导引线32上，将可能阻碍其他机器人的行走，另外，当多个机器人同时在制造系统10''中行走搬运时，有时不可避免有冲突。本发明为了减少示教机器人的工作量，在示教中，无论是装载/卸载物料、等待，还是检测到有冲突，都示教机器人沿着前进方向的右边走一段弧形轨迹。 当机器人需要装载/卸载物料和等待时，沿着前进方向的右边走一段弧形轨迹，并在最靠近设备的地方停下来，进行装载/卸载物料和等待的动作，结束后沿着弧形轨迹回到磁性导引线32继续前进。当检测到前方可能有冲突，则两台机器人都沿着前进方向的右边走一段弧形轨迹，然后回到磁性导引线32继续前进。

实施例一

制造系统10，建立铁栏杆围住，除必要时工人可以从特定的栏杆门进去，其他运转时刻不允许人及其他动物进入，确保安全。制造系统10'和制造系统10''的物料区24, 加工区26, 装配区28, 和成品区30的周围也设置铁栏杆围住，在机器人行走穿越的地方，铁栏杆处留够足够空间，不影响机器人正常直线行走和按弧形轨迹行走。

制造系统10、10'或10''内所有设备连接成一个局域网，网络弱电设备集中在中央控制台处，并封入一个单独的弱电柜子中。制造系统10、10'或10''内所有设备的强电设备集中在中央控制台处，并封入一个单独的强电柜子中，确保安全。

物料输入台12是数控设备，连入制造系统10、10'或10''内的以太局域网内。物料输入台12在横向铺设的轨道或磁性导引线32一侧有出料窗口，当机器人22停在物料输入台12上准备取物料时，中央控制台20发送指令给物料输入台12，则物料输入台12打开出料窗口，机器人22可通过此窗口取走物料。在背向出料窗口的另外一侧，有入料窗口，通过工人或其他方式运载物料到该物料输入台12，然后从入料窗口向里面添加物料。运载添加物料的路径不与机器人行走搬运路径重合冲突，其路径位于入料窗口一侧，与机器人使用的轨道或磁性导引线32之间刚好隔着物料输入台12。

加工机器14是数控机床，连入制造系统10、10'或10''内的以太局域网内。加工机器14在横向铺设的轨道或磁性导引线32一侧有出入料窗口，当机器人22停在加工机器14上时，中央控制台20发送指令给加工机器14，则加工机器14打开出入料窗口，机器人22可通过此窗口装载/卸载物料或半成品。物料或半成品进入该数控机床后，可以被紧密夹住，稳固在加工位置处。当加工机器14完成加工任务后，释放物料或半成品，同时发送信息给中央控制台，等待指令，直到其上的物料或半成品被搬走，然后接受下一个加工任务。

装配台16是数控设备，连入制造系统10、10'或10''内的以太局域网内。装配台16上的装配任务可以由工人装配完成，或者由已经示教好的装配机器人完成。装配台16在横向铺设的轨道或磁性导引线32一侧有出入料窗口，当机器人22停在装配台16上时，中央控制台20发送指令给装配台16，该指令中包含有到达的物料或半成品信息，装配台16打开出入料窗口，机器人22可通过此窗口装载/卸载物料或半成品。物料或半成品进入装配台16的出入料窗口后，装配台16上的工人或装配机器人根据到达的物料或半成品信息移动至合适位置，当装配任务所需要的物料或半成品都齐全后进行装配。当装配任务完成后，再将装配好的半成品或产品移动至出入料窗口，同时发送信息给中央控制台，等待指令，直到其上的半成品或产品被搬走，然后接受下一个装配任务。

成品输出台18是数控设备，连入制造系统10、10'或10''内的以太局域网内。成品输出台18与物料输入台12类似，但成品输出台18是存放所有加工和装配工艺都已经完成的成品，然后等待外部系统搬走。成品输出台18在横向铺设的轨道或磁性导引线32一侧有入料窗口，当机器人22停在成品输出台18上准备放成品时，中央控制台20发送指令给成品输出台18，则成品输出台18打开入料窗口，机器人22可通过此窗口放入成品。在背向入料窗口的另外一侧，有出料窗口，通过工人或其他方式，从出料窗口取走成品。运走成品的路径不与机器人行走搬运路径重合冲突，其路径位于出料窗口一侧，与机器人使用的轨道或磁性导引线32之间刚好隔着成品输出台18。

机器人22是“示教型机器人”，可以训练其从某一位置到另一位置的运动，训练其手臂和手爪进行伸缩、旋转和抬举，准确地在物料输入台12、加工机器14、装配台16和成品输出台18上装载或卸载工件。

在制造系统10、10'的单机器人应用情景中，单机器人22可以通过有线网络方式与中央控制台20通信，单机器人22的网络线路可以铺设在轨道上，轨道与机器人22结为一体，再由轨道通过弱电网络连接到中央控制台20。在制造系统10''中的多机器人应用情景，多机器人22可以通过无线网络方式与中央控制台20通信。通过网络，机器人22接收中央控制台20指令、发送机器人22的状态和执行状况信息给中央控制台20。

在制造系统10、10'中的单机器人应用情景，单机器人22沿着轨道来回行走，单机器人22的供电线路可以铺设在轨道上，轨道与机器人22结为一体，再由轨道通过强电网络连接到中央控制台20。在制造系统10''中的多机器人应用情景，为了在装载或卸载工件时不阻碍其他机器人和避免两机器人行走有冲突时，统一训练其行走弧形轨迹的动作，即沿着前进方向的右边走一段弧形轨迹，然后回到磁性导引线32继续前进。磁性导引线32的上方部署架空接触网为机器人供电，当机器人沿着磁性导引线32行走时，机器人可以伸出受电装置杆与架空接触网接触从而得到电力供应，同时机器人本身也配置电池以存储电能。当机器人走弧形轨迹时，机器人缩进受电装置杆，不与架空接触网接触，依赖电池的供电完成装置/卸载和行走的操作。

中央控制台20由高质量消音玻璃和金属密闭成一间工人房，铺设消震材料，用空调维持合适的温度。放置高性能计算机并与制造系统10、10'或10''内的局域网相连，必要时启动双网卡，可以连接外部网络获得更高的存储和计算性能，并能够由外部远程控制。制造系统10、10'或10''内各处安装的监控摄像头的监控录像通过网络传入中央控制台20的监控设备中，工人在房中通过监控设备的监控屏幕可以清晰看到制造系统10、10'或10''各设备的运行情况。

Claims (7)

1.一种集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，其特征在于包括一个或多个技术处理网络：所述技术处理网络包括：

若干个物料输入台，用于存储并提供物料；

若干个加工机器，用于对物料、工件或半成品进行加工；

若干个装配台，用于将达到装配台的物料、工件和半成品进行装配；

若干个成品输出台，用于存放加工和装配后的成品；

搬运机器人，用于在物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台之间搬运物料和工件；

中央控制台，用于配置和存储技术处理网络，动态检测信息和发出控制命令； 

网络，用于连接物料输入台、加工机器、装配台、成品输出台、搬运机器人和中央控制台；

轨道或磁性导引线，用于引导机器人运行；

所述搬运机器人能够沿轨道或磁性导引线到达制造系统中任何一台设备，该设备是指物料输入台、加工机器、装配台或成品输出台；

所述搬运机器人为单台时，所述搬运机器人与轨道或磁性导引线结为一体，由轨道或磁性导引线通过弱电网络连接到中央控制台；

所述搬运机器人为多台时，制造系统还铺设有弧形避让轨道；搬运机器人上设有受电装置杆和内置电池，所述轨道或磁性导引线上方部署有架空接触网，所述搬运机器人沿轨道或磁性导引线行走时，搬运机器人伸出受电装置杆与架空接触网接触来为搬运机器人供电，所述搬运机器人沿弧形避让轨道行走时，搬运机器人缩进受电装置杆，由搬运机器人内置电池供电；

物料输入台在横向铺设的轨道或磁性导引线一侧有出料窗口，运载添加物料的路径不与机器人行走搬运路径重合冲突，其路径位于物料输入台的入料窗口一侧，与机器人使用的轨道或磁性导引线之间刚好隔着物料输入台；

成品输出台在横向铺设的轨道或磁性导引线一侧有入料窗口，运走成品的路径不与机器人行走搬运路径重合冲突，其路径位于出料窗口一侧，与机器人使用的轨道或磁性导引线之间刚好隔着成品输出台。

2.根据权利要求1所述的集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，其特征在于所述搬运机器人的数量与技术处理网络的数量对应。

3.根据权利要求2所述的集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，其特征在于所述中央控制台用于配置和存储物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台的位置、状态以及物品所对应的技术处理网络，配置相应的设备之间的传输需求、机器人的搬运动作和执行状态信息；通过网络收集物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台的动静态信息，分析信息作出调度安排。

4.根据权利要求3所述的集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，其特征在于所述中央控制台设置在由消音玻璃和金属组成的密闭空间内，所述密闭空间还铺设有消震材料。

5.根据权利要求4所述的集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，其特征在于所述网络为采用有线或无线方式连接的局域网络。

6.根据权利要求5所述的集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统，其特征在于所述物料输入台、加工机器、装配台和成品输出台上均设有入料窗口和出料窗口，对于物料输入台和成品输出台，所述入料窗口和出料窗口分别位于设备的两侧；对于加工机器和装配台，所述入料窗口和出料窗口为同一窗口或分布在不同位置处的两个窗口。

7.一种应用于权利要求1至6任一项所述的集成加工与装配一体化的机器人搬运调度制造系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）获取制造系统中配置的设备坐标位置信息，该坐标位置为设备与搬运机器人之间装载和卸载物料时的接口位置；

2）获取产品对应的技术处理网络信息，各设备之间物料搬运的连接关系；

3）获取产品对应的物料的时间限制约束信息，即物料从一个工作台到达另一个工作台的限定时间信息；

4）初始化中央控制台的智能优化算法数据；包括初始的多个搬运次序组成的初始种群、算法的循环次数、运行时间、算法的停止准则、算法的各种参数的设置；

5）判断运行是否满足停止准则，如果满足停止准则则跳转至步骤7），否则跳转步骤6）；

6）计算种群中多个搬运次序的周期，优化种群，返回步骤5）；

7）输出种群中最好的搬运次序；

具体为：

物料输入台在横向铺设的轨道或磁性导引线一侧有出料窗口，当机器人停在物料输入台上准备取物料时，中央控制台发送命令给物料输入台，则物料输入台打开出料窗口，机器人通过此窗口取走物料；在背向出料窗口的另外一侧，有用于添加物料的入料窗口，运载添加物料的路径不与机器人行走搬运路径重合冲突，其路径位于入料窗口一侧，与机器人使用的轨道或磁性导引线之间刚好隔着物料输入台；

加工机器在横向铺设的轨道或磁性导引线一侧有出入料窗口，当机器人停在加工机器上时，中央控制台发送命令给加工机器，则加工机器打开出入料窗口，机器人通过此窗口装载/卸载物料或半成品；当加工机器完成加工任务后，释放物料或半成品，同时发送信息给中央控制台，等待命令，直到其上的物料或半成品机器人被搬走，然后接受下一个加工任务；

当机器人停在装配台上时，中央控制台发送命令给装配台，该命令中包含有到达的物料或半成品信息，装配台打开出入料窗口，机器人通过此窗口装载/卸载物料或半成品；物料或半成品进入装配台的出入料窗口后，当装配台完成装配任务后，再将装配好的半成品或产品移动至出入料窗口，同时发送信息给中央控制台，等待命令，直到其上的半成品或产品被机器人搬走，然后接受下一个装配任务；

成品输出台在横向铺设的轨道或磁性导引线一侧有入料窗口，当机器人停在成品输出台上准备放成品时，中央控制台发送命令给成品输出台，则成品输出台打开入料窗口，机器人通过此窗口放入成品；在背向入料窗口的另外一侧，有用于取走成品的出料窗口；运走成品的路径不与机器人行走搬运路径重合冲突，其路径位于出料窗口一侧，与机器人使用的轨道或磁性导引线之间刚好隔着成品输出台。