CN106873564A - 基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统及方法，该系统包括多智能体制造车间，所述多智能体制造车间包括物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统。本发明中车间智能体随工件的移动而变化，工件的加工由物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统协作完成，解决了离散制造中调度过于集中，中央调度器过于繁忙的问题，提高了调度效率，提高了制造系统的稳定性和可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造系统领域，尤其涉及一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统及方法。
背景技术
随着时代的发展，传统的以生产者为主导的生产模式已经满足不了消费者越来越个性化的需求。因此，一种能够满足消费者个性化消费需求的、能够快速整合生产资源的新型生产模式，是未来制造业的发展方向，那就是小批量、多品种的混线生产模式。这种混线生产模式对制造系统有更高的要求，传统柔性制造系统已不在能满足这种生产模式。传统柔性制造系统主要有集中式控制和分布式控制两种控制模式。集中式控制方式的控制过于集中于一个设备上，可靠性差；而分布式控制方式中调度过于集中，中央调度器过于繁忙，调度效率低，制造系统的稳定性和可扩展性差。
发明内容
本发明的目的在于通过一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统，其包括多智能体制造车间，所述多智能体制造车间包括物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统；所述物料存储系统包括但不限于原料库、成品库及工件RFID信息读写器；所述物料运输系统包括但不限于AGV、工业机器人；所述物料加工系统包括但不限于数控加工设备、测量机、清洗机；所述通讯系统采用无线通讯。
特别地，所述物料运输系统中的AGV能够实时监测自身电量并主动寻找充电站点进行充电。
本发明还公开了一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度方法，其包括如下步骤：
S101、通过智能终端中的APP发送订单信息给上位机，上位机将订单信息发送给物料存储系统；
S102、物料存储系统将订单信息写入到待加工工件RFID信息中，此时物料存储系统成为智能体，向物料运输系统发送运输指令；
S103、物料运输系统接到所述运输指令后，由AGV运输工件，AGV读取工件的RFID信息，此时AGV成为智能体，向物料加工系统发送加工指令；
S104、物料加工系统读取工件RFID信息，完成相应工序，此时物料加工系统成为智能体，向物料运输系统发送运输指令；
S105、物料运输系统的AGV读取工件RFID信息，如果已加工完成，则归库，否则继续执行步骤S103和步骤S105。
特别地，所述智能终端选用手机；所述上位机选用PC机。
本发明提出的基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统及方法中信息流跟随工件的移动而流动，车间智能体随工件的移动而变化，工件的加工由物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统协作完成，解决了离散制造中调度过于集中，中央调度器过于繁忙的问题，提高了调度效率，提高了制造系统的稳定性和可扩展性。本发明解决了传统柔性制造系统集中式控制和分布式控制存在的相对应问题，降低生产成本，提高了生产效率，解决了集中式控制方式的控制过于集中于一个设备上的问题，同时提高了分布式控制的效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统示意图；
图2为本发明实施例提供的基于智能车间的流动式多智能体实时调度方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
本实施例中基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统具体包括多智能体制造车间，所述多智能体制造车间包括物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统。所述物料存储系统包括但不限于原料库、成品库及工件RFID信息读写器；所述物料运输系统包括但不限于AGV、工业机器人；所述物料加工系统包括但不限于数控加工设备、测量机、清洗机；所述通讯系统采用无线通讯。所述物料运输系统中的AGV能够实时监测自身电量并主动寻找充电站点进行充电。本实施例中物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统中任一单元均可以成为智能体；基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统的工作原理如下：一、初始化智能车间生产环境多智能体模型；二、激发调度触发事件；三、加工工件所在位置智能体激活；四、由当前智能体选择工件下一目的地，等待选择完成，冻结当前智能体；五、判断是否加工完成；若满足条件，则调度结束；否则循环执行步骤三至五。
具体的，如图1所示，在实际应用中所述物料存储系统包括自动仓储单元，自动仓储单元包括原料库、成品库及机械手；所述物料运输系统包括AGV1和AGV2；所述物料加工系统包括加工单元1、加工单元2、加工单元3、加工单元4；所述加工单元1、加工单元2、加工单元3、加工单元4包括缓冲区、机械手及加工区；所述通讯系统采用Wi-Fi实现手机、上位机、仓库、AGV和各加工单元之间的相互通信。如图2所示，本实施例中基于智能车间的流动式多智能体实时调度方法具体包括如下步骤：
S101、通过智能终端中的APP发送订单信息给上位机，上位机将订单信息发送给物料存储系统。
在本实施例中所述智能终端采用手机，所述上位机采用PC机(个人电脑)。手机APP发送订单信息给PC机，PC机将订单信息发送给物料存储系统的仓库。
S102、物料存储系统将订单信息写入到待加工工件RFID信息中，此时物料存储系统成为智能体，向物料运输系统发送运输指令。具体包括：
S1021、仓库将订单信息写入工件RFID信息中；
S1022、仓库向物料运输系统发送运输指令；
S1023、物料运输系统中的AGV1和AGV2反馈自身的位置状态信息；
S1024、根据AGV1和AGV2反馈自身的位置状态信息决定由哪一台AGV运输，在本实施中假设由AGV1运输。
S103、AGV1读取工件的RFID信息，此时AGV1成为智能体，向物料加工系统发送加工指令。具体包括：
S1031、AGV1向加工单元发送加工指令；
S1032、加工单元反馈加工状态信息；
S1033、根据加工单元1、加工单元2、加工单元3、加工单元4的相关状态决定由哪一台加工单元加工，在本实施中假设由加工单元1加工。
S104、物料加工系统读取工件RFID信息，完成相应工序，此时物料加工系统成为智能体，向物料运输系统发送运输指令。具体包括：
S1041、加工单元1加工完成后，向物料运输系统发送运输指令；
S1042、物料运输系统中的AGV1和AGV2反馈自身的位置状态信息；
S1043、根据AGV1和AGV2反馈自身的位置状态信息决定由哪一台AGV运输，在本实施例中假设由AGV1运输。
S105、物料运输系统的AGV读取工件RFID信息，如果已加工完成，则归库，否则继续执行步骤S104和步骤S105。具体包括：
S1051、如果加工完成，则跳转到步骤S106；
S1052、如果未加工完成，则跳转到步骤S103，继续执行。
S106、AGV1向仓库发送入库指令，仓库反馈入库信息，完成入库，AGV回到初始位置，结束。
本发明的技术方案中信息流跟随工件的移动而流动即车间智能体随工件的移动而变化，工件的加工由物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统协作完成，解决了离散制造中调度过于集中，中央调度器过于繁忙的问题，提高了调度效率，提高了制造系统的稳定性和可扩展性。本发明解决了传统柔性制造系统集中式控制和分布式控制存在的相对应问题，降低生产成本，提高了生产效率，解决了集中式控制方式的控制过于集中于一个设备上的问题，同时提高了分布式控制的效率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (4)
1.一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统，其特征在于，包括多智能体制造车间，所述多智能体制造车间包括物料存储系统、物料运输系统、物料加工系统和通讯系统；所述物料存储系统包括但不限于原料库、成品库及工件RFID信息读写器；所述物料运输系统包括但不限于AGV、工业机器人；所述物料加工系统包括但不限于数控加工设备、测量机、清洗机；所述通讯系统采用无线通讯。
2.根据权利要求1所述的基于智能车间的流动式多智能体实时调度系统，其特征在于，所述物料运输系统中的AGV能够实时监测自身电量并主动寻找充电站点进行充电。
3.一种基于智能车间的流动式多智能体实时调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101、通过智能终端中的APP发送订单信息给上位机，上位机将订单信息发送给物料存储系统；
S102、物料存储系统将订单信息写入到待加工工件RFID信息中，此时物料存储系统成为智能体，向物料运输系统发送运输指令；
S103、物料运输系统接到所述运输指令后，由AGV运输工件，AGV读取工件的RFID信息，此时AGV成为智能体，向物料加工系统发送加工指令；
S104、物料加工系统读取工件RFID信息，完成相应工序，此时物料加工系统成为智能体，向物料运输系统发送运输指令；
S105、物料运输系统的AGV读取工件RFID信息，如果已加工完成，则归库，否则继续执行步骤S103和步骤S105。
4.根据权利要求3所述的基于智能车间的流动式多智能体实时调度方法，其特征在于，所述智能终端选用手机；所述上位机选用PC机。
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| CN106873564B (zh) | 2019-09-20 |
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