CN112036756B - 一种双负载多agv调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双负载多AGV调度方法，属于自动导引运输车技术领域。本发明提出的调度系统，调度多个双负载AGV在工厂中搬运货物。该调度系统首先建立工厂环境拓扑地图，接收MES、WMS的订单信息，选取合适的AGV负载货箱，通过选择多目的点路径规划算法计算AGV行走路线，并引入时间窗避免产生碰撞和死锁。相较于传统的单负载AGV调度系统，提高了灵活性和效率。

Description

一种双负载多AGV调度方法
技术领域
本发明涉及自动导引运输车技术领域，具体而言，涉及一种多负载的多AGV调度方法。
背景技术
自动导引车(Automated Guided Vehicle，简称AGV) 作为一种灵活高效的运输设备，在新型工厂中得到了广泛应用。
AGV系统能够连续、安全、高效的运输各种负载而无需人工干预，可以24小时不间断运行，是提高工业环境中物料搬运效率的实用且可靠的解决方案。
多负载AGV系统可以通过载物货箱以完成有多个目的地的货物运输任务，使得运载的货物可以被独立地装载与卸载，增加了系统的灵活性，因此非常适合用于货物的运输时间远大于货物的装载卸载时间的自动化生产场景，特别是智能工厂中原材料和废料需要双向运输的场景。
如今，AGV调度系统以调度单负载AGV为主，导致AGV在实际应用场景中灵活性差，效率低下。
发明内容
(1)要解决的技术问题
针对工厂环境中多AGV系统，提出一种的双负载多AGV的调度方法，增加调度系统的效 率和灵活性。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于双负载的多AGV调度方法，其特征在于，包含以下步骤。
S1：根据使用场地的实际情况，在调度系统上位机中建立拓扑地图模型。以工作月台和关键路径节点为点，工厂内结构化道路为边，为每一个点编辑序号，序号之间的连接关系序号之间的连接关系表示用0和1表示，0表示不连接，1表示连接，以此建立序号点之间的邻接矩阵，形成拓扑图模型。
S2：将地图模型的数据信息储存在调度系统对应的数据库中。
S3：建立AGV端与调度系统端的网络连接，遵循TCP/IP协议，在调度系统中完成TCP/IP协议注册。
S4：调度系统与工厂仓库管理系统(WMS)、生产管理系统(MES)建立网络连接，遵循HTTP协议，AGV调度系统接收货物搬运订单信息，订单信息以最晚结束时间、起始点、目的点、货物数量为结构，以最晚结束时间为基础，以起始点到目的点的路径长度、货物数量为权重，进行订单优先级的排序，自动生成AGV调度任务指令。
S5：将调度任务指令分解为送货任务或取货任务，每个负载货箱单独处理，同一辆AGV可同时存在取货任务和送货任务。
S6：调度系统根据任务分配的方案和AGV上传的负载状态信息，通过选择多目的点路径规划算法计算，生成目的点访问序列串，此路径为单AGV双负载的当前任务最短路径。
S7：调度系统收集所有AGV的当前路径访问序列串，通过时间窗搜索算法搜索其中每条路径上的空闲时间窗组合，从而避免AGV之间产生冲突、死锁。
S8：调度系统向AGV发送下一个时间窗的目的地和任务类型，AGV端控制执行，执行后重复步骤7。直到本次任务结束。
S9：处于空闲状态的AGV将空闲信息发送给调度系统，调度系统根据工厂实际情况调度AGV选择原地等待，或发送目的地为停车区的指令。
(3)有益效果
双负载AGV系统可以通过载物货箱以完成有多个目的地的货物运输任务，使得运载的 货物可以被独立地装载与卸载，增加了系统的灵活性，适用于货物的运输时间远大于货物 的装载卸载时间的自动化生产场景，特别是智能工厂中原材料和废料需要双向运输的场 景。能够连续、安全、高效的运输各种负载而无需人工干预，可以24小时不间断运行，提高工 业环境中物料搬运效率。相较于传统的单负载AGV调度系统，增大了物流系统吞吐量。
附图说明
图1为AGV调度系统组成图。
图2为工厂环境拓扑地图模型。
图3为部分节点信息的邻接矩阵。
实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清晰，下面结合实例例和附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种双负载多AGV调度方法，包括以下步骤。
S1：根据使用场地的实际情况，在调度系统上位机中建立拓扑地图模型。以工作月台和关键路径节点为点，工厂内结构化道路为边。(见附图2)为每一个点编辑序号，序号之间的连接关系序号之间的连接关系表示用0和1表示，0表示不连接，1表示连接，以此建立序号点之间的邻接矩阵，形成拓扑图模型(见附图3)。
S2：将地图模型的数据信息储存在调度系统对应的数据库中。
S3：建立AGV端与调度系统端的网络连接，遵循TCP/IP协议，在调度系统中完成TCP/IP协议注册。
S4：调度系统与工厂仓库管理系统(WMS)、生产管理系统(MES)建立网络连接，遵循HTTP协议，AGV调度系统接收货物搬运订单信息，订单信息以最晚结束时间、起始点、目的点、货物数量为结构，以最晚结束时间为基础，以起始点到目的点的路径长度、货物数量为权重，进行订单优先级的排序，自动生成AGV调度任务指令。
S5：将调度任务指令分解为送货任务或取货任务，每个负载货箱单独处理，同一辆AGV可同时存在取货任务和送货任务。
S6：调度系统根据任务分配的方案和AGV上传的负载状态信息，通过选择多目的点路径规划算法计算，生成目的点访问序列串，此路径为单AGV双负载的当前任务最短路径。
此处具体实施方式为：在每次目的点选择时，选择距离当前出发点(当前访问序列最后一个点序号)最近的那个目的点。本算法基于局部最优的贪心的思想，进行邻居选择进而缩短AGV运输距离，提高调度系统吞吐量，提高效率。按照以下方式生成多目的点访问序列串：
S61.初始化AGV当前任务目的点访问序列；
S62.将AGV原始目的点加入到待访问目的点集合中；
S63.计算目的点之间的距离矩阵；
S64.按照距离贪心选择的过程，在待访问的目的点集合中取出距离当前AGV出发点最近的目的点，并且在一选择 负载容量判断中把新选择的目的点加入访问序列串；
S65.将AGV原始出发点加入待访问序列，生成按距离优先访问的规划结果。
S7：调度系统收集所有AGV的当前路径访问序列串，通过时间窗搜索算法搜索其中每条路径上的空闲时间窗组合，从而避免AGV之间产生冲突、死锁。
S8：调度系统向AGV发送下一个时间窗的目的地和任务类型，AGV端控制执行，执行后重复步骤7。直到本次任务结束。
S9：处于空闲状态的AGV将空闲信息发送给调度系统，调度系统根据工厂实际情况调度AGV选择原地等待，或发送目的地为停车区的指令。
以上所述仅为本发明的优选实施说明，应当指出，在本技术领域中，在不脱离本发明技术原理的基础下，还可以做若干改进，这些改进也应该视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种多负载的多AGV调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据使用场地的实际情况，在调度系统上位机中建立拓扑地图模型 ,以工作月台和关键路径节点为点，工厂内结构化道路为边,为每一个点编辑序号，序号之间的连接关系表示用0和1表示，0表示不连接，1表示连接，以此建立序号点之间的邻接矩阵，形成拓扑图模型；
步骤2：将地图模型的数据信息储存在调度系统对应的数据库中；
步骤3：建立AGV端与调度系统端的网络连接，遵循TCP/IP协议，在调度系统中完成TCP/IP协议注册；
步骤4：调度系统与工厂仓库管理系统（WMS）、生产管理系统（MES）建立网络连接，遵循HTTP协议，AGV调度系统接收货物搬运订单信息，订单信息以最晚结束时间、起始点、目的点、货物数量为结构，以最晚结束时间为基础，以起始点到目的点的路径长度、货物数量为权重，进行订单优先级的排序，自动生成AGV调度任务指令；
步骤5：将调度任务指令分解为送货任务或取货任务，每个负载货箱单独处理，同一辆AGV可同时存在取货任务和送货任务；
步骤6：调度系统根据任务分配的方案和AGV上传的负载状态信息，通过选择距离优先的多目的点路径规划算法计算，生成多目的点访问序列串，此路径为单AGV双负载的当前任务最短路径；
步骤7：调度系统收集所有AGV的当前路径访问序列串，通过时间窗搜索算法搜索其中每条路径上的空闲时间窗组合，从而避免AGV之间产生冲突、死锁；
步骤8：调度系统向AGV发送下一个时间窗的目的地和任务类型，AGV端控制执行，执行后重复步骤7；
本次运输任务结束；
步骤9：处于空闲状态的AGV将空闲信息发送给调度系统，调度系统根据工厂实际情况调度AGV选择原地等待，或发送目的地为停车区的调度指令。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中，在每次目的点选择时，选择距离当前出发点最近的那个目的点，
本算法基于局部最优的贪心的思想，进行邻居选择进而缩短AGV运输距离，提高调度系统吞吐量，提高效率；
按照以下方式生成多目的点访问序列串：
S61.初始化AGV当前任务目的点访问序列；
S62.将AGV原始目的点加入到待访问目的点集合中；
S63.计算目的点之间的距离矩阵；
S64.按照距离贪心选择的过程，在待访问的目的点集合中取出距离当前AGV出发点最近的目的点，并且在一选择负载容量判断中把新选择的目的点加入访问序列串；
S65.将AGV原始出发点加入待访问序列，生成按距离优先访问的规划结果。
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