CN107392387B - 一种agv最优管制时间的调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种AGV最优管制时间的调度方法，所述方法包括：在调度系统的地图模型中寻找基本单元；对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序；能够有效地减少AGV总体等待时间的优化方法，提高生产系统中物料运输效率。
Description
技术领域
本发明涉及无轨导航AGV领域，特别涉及一种AGV最优管制时间的调度方法。
背景技术
随着AGV在多个行业的广泛应用，多个AGV如何高效率的协同执行任务，本发明涉及各种类型AGV的调度系统，在原有AGV调度系统的基础上，对于多台AGV在等待同一节点的情况，进行重新建模，并采用本发明提出的方法进行优化，以减少整体AGV等待时间，提高物料运输效率。
本发明在之前所申请发明专利申请(李国飞等.一种AGV调度管理的建模与优化方法：中国，201510773471.0[P].的基础上，提出了一种在AGV调度管理系统中，减少AGV总体等待时间的优化方法，提高生产系统中物料运输效率；
对于现有的AGV调度管理系统，针对多个AGV在等待同一个节点的过程中采用交通管制的方法，在结构化的应用场景中，AGV只有两个方向，因此交
通管制使得处于两个方向的AGV，每隔一段相同的时间，轮流运行一定的时间，
只是保证AGV没有出现碰撞，但是没有考虑不同的AGV运行顺序，导致总体
AGV等待时间不同。因此，传统的方法很难做到总体等待时间最少，从而影响生产系统中物料运输的效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种AGV最优管制时间的调度方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种AGV最优管制时间的调度方法，所述方法包括：
在调度系统的地图模型中寻找基本单元，基于整个调度系统模型，动态生成封闭的基本单元模型；
对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序。
进一步地，所述基本单元包括：
中心节点，所有与所述中心节点直接相连的一级节点，以及所有与这些一级节点直接相连的二级节点。
进一步地，所述边的权重为AGV以正常速度通过该边所需要的时间。
进一步地，所述根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序包括：
以每个AGV通过所述中心节点所经过的所有边的权重之和作为该AGV的权重；
AGV通过所述中心节点的顺序按照AGV的权重由小到大排列。
进一步地，所述方法还包括：
根据中心节点的占用状态，每隔预设的时间间隔，检测距离中心节点最小权重的AGV，作为下一个通过中心节点的AGV。
进一步地，所述方法还包括：
对于权重相同的边，则根据AGV的优先级确定AGV的通过顺序，高优先级的AGV优先通过。
进一步地，基本单元的状态由内部所有节点占用状态描述，且当基本单元满足一定条件后可以自动释放。
本发明实施例提供一种AGV最优管制时间的调度方法，所述方法包括：在调度系统的地图模型中寻找基本单元；对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序；能够有效地减少AGV总体等待时间的优化方法，提高生产系统中物料运输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种AGV最优管制时间的调度方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种AGV最优管制时间的调度方法，如图1所示，所述方法包括：
步骤101，在调度系统的地图模型中寻找基本单元，基于整个调度系统模型，动态生成封闭的基本单元模型；
步骤102，对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序。
进一步地，所述基本单元包括：
中心节点，所有与所述中心节点直接相连的一级节点，以及所有与这些一级节点直接相连的二级节点。
进一步地，所述边的权重为AGV以正常速度通过该边所需要的时间。
进一步地，所述根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序包括：
以每个AGV通过所述中心节点所经过的所有边的权重之和作为该AGV的权重；
AGV通过所述中心节点的顺序按照AGV的权重由小到大排列。
进一步地，所述方法还包括：
根据中心节点的占用状态，每隔预设的时间间隔，检测距离中心节点最小权重的AGV，作为下一个通过中心节点的AGV。
进一步地，所述方法还包括：
对于权重相同的边，则根据AGV的优先级确定AGV的通过顺序，高优先级的AGV优先通过。
进一步地，基本单元的状态由内部所有节点占用状态描述，且当基本单元满足一定条件后可以自动释放。
本发明实施例提供一种AGV最优管制时间的调度方法，所述方法包括：在调度系统的地图模型中寻找基本单元；对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序；能够有效地减少AGV总体等待时间的优化方法，提高生产系统中物料运输效率。
实施例二
本发明实施例提供了一种AGV最优管制时间的调度方法，如图1所示，所述方法包括：
(1)设NO表示等待延时的AGV占用节点的集合。nc表示AGV等待占用的节点，所有延时的AGV都经过该节点。本方法的目的在于确定等待延时的AGV通过节点nc的顺序。相邻两个节点之间组成模型中的边，边上的权重以AGV以正常速度通过该边所需要的时间来描述。边与节点组成了AGV的调度地图模型，AGV抽象为没有大小的点。系统的状态由地图中所有节点的状态表示，节点没有被AGV占用描述为0，被占用描述为1，随着AGV在地图中节点位置不断改变，系统的状态也在改变，由于系统状态变化的复杂性，因此只考虑以nc节点为中心的一、二级上位节点，三级及以上的上位节点的状态对节点nc的状态影响较小，可以忽略不计。
(2)初始状态下，节点nc是未被AGV占用的。它的周围最多有4个相邻节点，且最多有3个相邻节点同时存在等待的AGV，设这三个节点分别表示为nc1、nc2、nc3，因为它们之间分别只存在一条边，因此称为的一级上位连接节点。对应边的权重，且从小到大的顺序，分别为ω1、ω2、ω3。nc的二级上位节点，或者是nc1、nc2、nc3的一级节点，分别表示为(nc11、nc12、nc13)，(nc21、nc22、nc23)，(nc31、nc32、nc33)。对应边的权重，且从小到大的顺序，分别表示为(ω11、ω12、ω13)，(ω21、ω22、ω23)，(ω31、ω32、ω33)。那么以节点nc为中心，包括其一、二级上位节点在内的节点及边组成的网络单元称为调度系统中封闭的基本单元，基本单元以外的地图模型中的节点的状态对基本单元内节点nc的状态没有影响，因此称为调度系统模型中封闭基本单元。封闭基本单元中的二级节点是基本单元与外围节点进行状态交互的连接节点。接下来考虑，基本单元内一、二级节点状态对节点nc的影响，以确定一、二级节点上存在等待AGV的运行顺序。
(3)基于基本单元，采用基本单元静态模型的方法，即不考虑内部AGV动态的运动对其它节点的影响，确定部分首先通过nc节点的AGV及其顺序。确定nc与一级节点之间边的权重大小的顺序，设从小到大的排序为(ω1、ω2、ω3)。那么ω1对应的节点nc1处AGV最先运行通过nc节点。设从小到大的权重排序为(ω11、ω12、ω13)，按照该顺序分析对应的节点，那么nc1周围节点nc11对应处的AGV立即运行。该单元由节点nc到所有的二级节点，共有9条路径，每个路径有2个边组成，以每条路径上两个边的权重参数表示每条路径，可得到9条路径的表示：(ω1、ω11)，(ω1、ω12)，(ω1、ω13)，(ω2、ω21)，(ω2、ω22)，(ω2、ω23)，(ω3、ω31)，(ω3、ω32)，(ω3、ω33)。对应的权重(ω11、ω12、ω13)，小于ω2的权重对应的节点AGV按照权重从小到大通过节点。如果存在大于ω2的权重，设为ω13，那么nc2节点处的AGV运行并通过nc，(ω21、ω22、ω23)中权重最小的边对应节点处的AGV优先运行至节点nc2。
(4)整个封闭基本单元内至少有一台AGV处于不断运动的，使得整个基本单元的状态不断地变化，在极短的时间内，基本单元的状态可以认为是稳定的，因此，对于剩余的未通过nc节点的AGV，采用基本单元动态模型求解通过的顺序。每个AGV都视为匀速运动，且运动的速度可相同，也可以不同。设每个AGV的速度为vi，每隔时间Δt对AGV的位置进行估算，然后选取距离nc最小的权重的AGV，如果nc节点未被占用，那么即可占用并通过nc节点；如果nc节点被其它AGV占用，那么经过Δt时间间隔后再次估算距离nc最小权重的AGV，通过nc节点，直到该基本单元内所有AGV通过nc节点，那么最终确定了基本单元内等待AGV通过节点的顺序。
(5)考虑特殊的情况，如果节点nc与其一级节点形成的边的权重相等，即ω1＝ω2＝ω3。应该考虑每个AGV到达当前等待节点的时间，以及每个AGV对应的任务优先级。规定未执行任务的AGV的优先级低于正在执行任务的AGV，执行重要任务的AGV的优先级高于执行次要任务的AGV。通过节点nc的顺序为执行重要任务的AGV，执行次要任务的AGV以及未执行任务的AGV。这三种任务级别的AGV，对于同等级别的AGV，根据到达当前等待节点的时间确定通行的顺序，先到达的AGV优先通行。
(6)调度系统的地图模型大小是确定的，即系统内总的节点数目是不变的。基本单元模型在调度系统中并不是固定存在的，而是根据多个AGV同时等待同一个节点的状态，动态生成的。如果有3台及其以上数目的AGV等待同一节点，即可视为生成一个动态的基本单元。当基本单元中等待通过同一节点的AGV数量小于等于1时，则将基本单元模型释放，即完成了以整体最短的等待时间，使得所有等待的AGV通过同一节点。采用等待AGV占用的节点名称或者编号，来描述对应的AGV，最终确定占用节点的顺序，即是对应点上等待AGV的运行顺序。
本发明实施例提供一种AGV最优管制时间的调度方法，所述方法包括：在调度系统的地图模型中寻找基本单元；对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序；能够有效地减少AGV总体等待时间的优化方法，提高生产系统中物料运输效率。
Claims (3)
1.一种AGV最优管制时间的调度方法，其特征在于，所述方法包括：
在调度系统的地图模型中寻找基本单元，基于整个调度系统模型，动态生成封闭的基本单元模型；
对于每个基本单元，根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，所述边的权重为AGV以正常速度通过该边所需要的时间，确定通过该中心节点的AGV及其顺序；
所述基本单元包括：中心节点，所有与所述中心节点直接相连的一级节点，以及所有与这些一级节点直接相连的二级节点；
所述根据基本单元内中心节点与一、二级节点形成的边的权重，确定通过该中心节点的AGV及其顺序包括：
以每个AGV通过所述中心节点所经过的所有边的权重之和作为该AGV的权重；
AGV通过所述中心节点的顺序按照AGV的权重由小到大排列；
对于权重相同的边，则根据AGV的优先级确定AGV的通过顺序，高优先级的AGV优先通过。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据中心节点的占用状态，每隔预设的时间间隔，检测距离中心节点最小权重的AGV，作为下一个通过中心节点的AGV。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基本单元的状态由内部所有节点占用状态描述，且当基本单元满足一定条件后可以自动释放。
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