CN115146884A - 基于优先级的多agv协同搬运系统任务调度方法 - Google Patents

基于优先级的多agv协同搬运系统任务调度方法 Download PDF

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CN115146884A CN202110337121.5A CN202110337121A CN115146884A CN 115146884 A CN115146884 A CN 115146884A CN 202110337121 A CN202110337121 A CN 202110337121A CN 115146884 A CN115146884 A CN 115146884A
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Abstract

本发明涉及一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，属于智能制造领域。首先，根据任务基础优先级确定规则，当系统满足任务分配触发条件且存在待分配任务时，为待分配任务赋予基础优先级，更新在执行任务和待执行任务的基础优先级；当有任务完成时，更新在执行任务和待执行任务的基础优先级。其次，当系统满足任务分配触发条件且存在待分配任务时，根据任务分配方法，为待分配任务分配任务所需的AGV。再次，根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级。最后，根据优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，任务优先级可用于交通管控。本方法考虑了多AGV协同搬运系统中任务属性及AGV任务情况，基于基础优先级提供了任务分配方法，解决了现有技术存在的方法不适用多AGV协同搬运系统任务调度的问题，与高优先级待执行任务无法按时配送的问题。

Description

基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法。
背景技术
多自动导引车(Automatic guided vehicle，AGV)协同搬运为多机器人领域的一种重要研究方向，逐渐应用于工业、生活、军事等多个场景。多AGV协同搬运系统中往往同时存在单车搬运任务和协同搬运任务，其中协同搬运任务需同时占用多台AGV，相比单车搬运任务，其对AGV系统影响较大，此外，协同搬运任务根据被搬运物品规格，分为占用双向车道和非占用双向车道的协同搬运任务，其中，占用双向车道的协同搬运任务对交通管控的影响较大。
查阅多AGV协同搬运系统的相关现有文献，对任务分配、任务优先级方面的研究较少，主要集中于协同搬运AGV的编队控制问题。而传统的单AGV搬运系统的优先级确定方法，主要以截止时间确定优先级，周期性调整任务的优先级，然后基于任务优先级进行任务分配，其并未考虑不同任务属性对优先级的影响，因此其不适用于AGV协同搬运系统；此外，由于优先级还可用于AGV系统的交通管控问题，常遵循优先级高者具有路口通行优先权，而传统优先级确定方法，通常仅考虑申请通行的AGV的在执行任务的优先级，并未考虑申请通行的AGV的待执行任务的优先级，因此存在由于高优先级的待执行任务所分配的AGV的在执行任务的优先级较低，使得AGV在路口无法尽快通行，导致高优先级的待执行任务无法按时配送。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术缺陷，本发明提出了一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，通过基于任务属性和AGV任务情况确定任务的基础优先级和附加优先级，基于基础优先级提供了任务分配方法，解决了现有技术存在的方法不适用多AGV协同搬运系统任务调度的问题，及高优先级待执行任务无法按时配送的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，包括以下步骤：
步骤1：系统是否满足任务分配触发条件，若是，进入步骤2，若否，进入步骤3；
步骤2：是否存在待分配任务，若是，获取待分配任务的任务信息，进入步骤4，若否，进入步骤3；
步骤3：是否有任务完成，若是，进入步骤6，若否，进入步骤1；
步骤4：根据任务基础优先级确定规则，为所有待分配任务赋予基础优先级，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；
步骤5：基于任务基础优先级，根据任务分配方法，为所有待分配任务分配任务所需的AGV，进入步骤7；
步骤6：根据任务基础优先级确定规则，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；
步骤7：根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级；
步骤8：根据任务优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，任务优先级可用于交通管控，进入步骤1。
进一步地，所述任务分配触发条件包括，周期性触发、待分配任务数达到分配阈值、产生新的协同搬运任务。
进一步地，所述AGV的任务列表，由该AGV的在执行任务和待执行任务组成，其中在执行任务位于列表首位，待执行任务根据基础优先级高低进行降序排列。
进一步地，所述任务基础优先级确定规则，包括以下步骤：
步骤1.1：将系统中所有在执行任务、待执行任务和待分配任务按照截止时间由近及远进行排序，形成任务序列；
步骤1.2：根据分段确定规则，确定任务的截止时间基础优先级；
步骤1.3：根据任务属性基础优先级确定规则，确定任务的属性基础优先级；
步骤1.4：根据任务基础优先级确定规则，确定任务的基础优先级。
进一步地，所述分段确定规则，为将任务序列分为n段，任务Ta的截止时间基础优先级为：
Ca11＝n-i+1 (1)
其中，i表示任务Ta处于任务序列中的第i段，i为1到n的正整数。
进一步地，分段确定规则中任务序列分为n段，可选择等分方法，也可选择百分比划分方法。
进一步地，所述任务属性基础优先级确定规则，为根据任务种类确定任务的属性基础优先级，任务Ta的属性基础优先级为：
Figure BSA0000237684130000021
进一步地，所述任务基础优先级确定规则，为通过对任务的截止时间基础优先级和属性基础优先级进行加权求和获得任务的基础优先级，任务Ta的基础优先级为：
Ca1＝w11Ca11+w12Ca12 (2)
其中，w11、w12分别为截止时间基础优先级权重、属性基础优先级权重。
进一步地，所述任务分配方法，包括以下步骤：
步骤2.1：将待分配任务按照基础优先级由高到低进行排序，形成待分配任务序列，当多个待分配任务基础优先级相同时，按照截止时间基础优先级由高到低进行排序，当多个待分配任务基础优先级及截止时间基础优先级均相同时，随机排序；
步骤2.2：选中待分配任务序列最前端的任务；
步骤2.3：在所有AGV的任务列表尾部添加1个基础优先级为0的虚拟任务；
步骤2.4：根据虚拟位置插入原则，在每个AGV的任务列表中虚拟增加1个拟插入位置；
步骤2.5：根据适应度值确定方法，获得所有AGV对选中任务的适应度值；
步骤2.6：判断选中任务是否为协同搬运任务，若是，确定选中任务所需AGV台数x，进入步骤2.7，若否，将选中任务放入适应度值最高的AGV的任务列表中的拟插入位置，进入步骤2.11；
步骤2.7：将适应度值最高的前x个AGV形成拟分配AGV集，搜索拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置的上一任务是否有协同搬运任务，若是，将搜索到的协同搬运任务形成协同搬运任务搜索集，进入步骤2.8，若否，进入步骤2.10；
步骤2.8：从协同搬运任务搜索集中，选择AGV需求台数最接近x的协同搬运任务作为基准任务，若存在多个上述协同搬运任务，则选择拟分配AGV集中适应度值较高的AGV所对应的协同搬运任务作为基准任务，将拟分配AGV集中AGV更新为基准任务所包含的多个AGV，基准任务所包含的AGV数目为y；
步骤2.9：计算x与y的差值z，若z为正，则随机从适应度值最高的前x个AGV中选择z个AGV，选择的AGV需不在拟分配AGV集中，将选择的z个AGV加入拟分配AGV集，若z为负，则随机从拟分配AGV集中删除-z个AGV，形成新的拟分配AGV集；
步骤2.10：将选中任务分别插入拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置；
步骤2.11：将选中任务从待分配任务序列中删除；
步骤2.12：待分配任务序列中是否还有任务，若是，进入步骤2.2，若否，结束任务分配方法调用。
进一步地，所述适应度值确定方法，可采用AGV行驶长度最短方法、AGV搬运集结总时间最短方法等。
进一步地，所述虚拟位置插入原则，为拟插入位置为AGV的任务列表中以选中任务的基础优先级作为分界线所在处，即任务列表中分界线前的任务的基础优先级均不低于选中任务，分界线后的任务的基础优先级均低于选中任务。
进一步地，所述任务附加优先级确定规则，包括以下步骤：
步骤3.1：获取该任务所分配的AGV的每台AGV的任务列表中待执行任务的任务数及上述任务的基础优先级；
步骤3.2：根据任务AGV搬运负荷附加优先级确定规则，确定任务的AGV搬运负荷附加优先级；
步骤3.3：根据任务AGV紧迫性附加优先级确定规则，确定任务的AGV紧迫性附加优先级；
步骤3.4：根据任务附加优先级确定规则，确定任务的附加优先级。
进一步地，所述任务AGV搬运负荷附加优先级确定规则，为任务的AGV搬运负荷附加优先级由负责执行该任务的每台AGV的任务列表中待执行任务的任务数的最大值决定，任务Ta的AGV搬运负荷附加优先级为：
Figure BSA0000237684130000041
其中，j为分配给任务Ta的第j台AGV的编号，对应AGV表示为AGVj，J为任务Ta的所需AGV台数，Naj为任务Ta所分配的第j台AGV的任务列表中待执行任务的任务数。
进一步地，所述任务AGV紧迫性附加优先级确定规则，为任务的AGV紧迫性附加优先级由负责执行该任务的每台AGV的任务列表中待执行任务的基础优先级的最大值决定，任务Ta的AGV紧迫性附加优先级为：
Figure BSA0000237684130000042
其中，k为AGVj的第k个待执行任务的编号，对应任务表示为Tjk，K为AGVj的待执行任务数，Cjk1为任务Tjk的基础优先级。
进一步地，所述任务附加优先级确定规则，为通过对任务的AGV搬运负荷附加优先级和AGV紧迫性附加优先级进行加权求和获得任务的附加优先级，任务Ta的附加优先级为：
Ca2＝w21Ca21+w22Ca22 (5)
其中，w11、w12分别为AGV搬运负荷附加优先级权重、AGV紧迫性附加优先级权重。
进一步地，所述任务优先级计算规则，为对该任务的基础优先级和附加优先级进行加权求和，任务Ta的任务优先级为：
Ca＝w1Ca1+w2Ca2 (6)
其中，w1、w2分别为基础优先级权重、附加优先级权重。
与现有技术相比，本发明至少具有下述的有益效果或优点：
本发明提出了一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，在基础优先级确定时，同时考虑了任务的截止时间和任务属性，增强了系统对协同搬运任务的响应时效，此外，在附加优先级确定时，同时考虑了AGV的任务情况，保障了高优先级待执行任务的按时配送。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法的流程图。
具体实施方式
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。
图1为本发明所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法的流程图，基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法具体包括如下步骤：
步骤1：系统是否满足任务分配触发条件，若是，进入步骤2，若否，进入步骤3。
判断系统是否满足任务分配触发条件，其中任务分配触发条件包括周期性触发、待分配任务数达到分配阈值、产生新的协同搬运任务。当上述任务分配触发条件中的一个或多个情况发生时，进入步骤2，搜索系统中是否存在待分配任务，否则，进入步骤3，搜索系统中是否有任务完成。
步骤2：是否存在待分配任务，若是，获取待分配任务的任务信息，进入步骤4，若否，进入步骤3。
搜索系统中是否存在待分配任务，若存在待分配任务，则获取待分配任务的任务信息，进入步骤4，其中待分配任务的任务信息包括待分配任务的个数、属性、所需AGV台数、装载位置及卸载位置等，上述信息将用于后续的基础优先级和附加优先级的计算、任务的分配等环节；若否，进入步骤3，搜索系统中是否有任务完成。
步骤3：是否有任务完成，若是，进入步骤6，若否，进入步骤1。
搜索系统中是否有任务完成，本步骤发生在系统不满足任务分配触发条件或系统中无待分配任务时，因为，本发明方法中的交通管控依赖于AGV任务列表的首个任务的任务优先级，当系统中出现在执行任务完成时，存在首个任务的更替，因此仍存在更新相关任务的优先级的需要。本实施案例中，AGV的任务列表，由该AGV的在执行任务和待执行任务组成，其中在执行任务位于列表首位，待执行任务根据基础优先级高低进行降序排列。
步骤4：根据任务基础优先级确定规则，为所有待分配任务赋予基础优先级，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级。
根据任务基础优先级确定规则，为所有待分配任务赋予基础优先级，同时对所有在执行任务和待执行任务的基础优先级进行更新。本发明方法中，涉及到的优先级有任务优先级、基础优先级及附加优先级，其中任务优先级由基础优先级及附加优先级决定，基础优先级与任务截止时间与任务属性有关，附加优先级与任务分配的AGV的任务情况有关。
步骤5：基于任务基础优先级，根据任务分配方法，为所有待分配任务分配任务所需的AGV，进入步骤7。
在赋予待分配任务基础优先级及更新在执行任务与待执行任务基础优先级的基础上，根据任务分配方法，依次为每个待分配任务分配该任务所需AGV台数的1台或多台AGV，获得任务分配方案，即将待分配任务插入AGV的任务列表中，进入步骤7。
步骤6：根据任务基础优先级确定规则，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级。
本步骤发生在系统中有任务完成且无待分配任务的情况下，根据任务基础优先级确定规则，对系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级进行更新，更新后的基础优先级将用于后续附加优先级的计算。
步骤7：根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级。
根据任务附加优先级确定规则，将所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级进行更新。本发明方法中，附加优先级用于任务优先级的计算，任务优先级用于系统交通管控，AGV的当前在执行任务决定了AGV在路口的通行顺序，而AGV的当前在执行任务即为该AGV的任务列表的首个任务，因此仅对所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级进行更新。
步骤8：根据任务优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，任务优先级可用于交通管控，进入步骤1。
根据任务优先级计算规则，对所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级进行更新，该任务优先级可用于系统的交通管控，进入步骤1。本实施案例中，交通管控的方法为，当某交叉路口同时出现多个通行申请时，获取每条输入路径上首台AGV或首个AGV队列的在执行任务的任务优先级，按照任务优先级由高到低，对上述在执行任务进行排序，上述在执行任务所绑定的AGV或AGV队列根据排序依次通过路口。
本实施案例中，任务优先级计算规则，为对该任务的基础优先级和附加优先级进行加权求和，任务Ta的任务优先级为：
Ca＝w1Ca1+w2Ca2 (6)
其中，w1、w2分别为基础优先级权重、附加优先级权重，Ca1为任务Ta的基础优先级，Ca2为任务Ta的附加优先级。
任务基础优先级确定规则，包括以下步骤：
步骤1.1：将系统中所有在执行任务、待执行任务和待分配任务按照截止时间由近及远进行排序，形成任务序列。
将系统中存在的所有在执行任务、待执行任务和待分配任务按照任务的截止时间，由近及远进行排序，即将系统中现有的所有任务进行排序，形成任务序列。假设系统中现有8个任务，分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7及T8，其截止时间分别为5分钟、20分钟、30分钟、10分钟、40分钟、45分钟、35分钟、25分钟，那么，任务序列为{T1，T4，T2，T8，T3，T7，T5，T6}。
步骤1.2：根据分段确定规则，确定任务的截止时间基础优先级。
根据分段确定规则，确定步骤1.1中所有任务的截止时间基础优先级。本实施案例中，分段确定规则为将任务序列分为n段，任务Ta的截止时间基础优先级为：
Ca11＝n-i+1 (1)
其中，i表示任务Ta处于任务序列中的第i段，i为1到n的正整数。
分段确定规则中任务序列分为n段，可选择等分方法，也可选择百分比划分方法。以步骤1.1中的8个任务为例，本例中选择等分方法将任务序列分为3段，则T1，T4，T2的截止时间基础优先级为3，T8，T3，T7的截止时间基础优先级为2，T5，T6的截止时间基础优先级为1。
步骤1.3：根据任务属性基础优先级确定规则，确定任务的属性基础优先级。
根据任务属性基础优先级确定规则，确定步骤1.1中所有任务的属性基础优先级。本实施案例中，任务属性基础优先级确定规则为根据任务种类确定任务的属性基础优先级，任务Ta的属性基础优先级为：
Figure BSA0000237684130000071
步骤1.4：根据任务基础优先级确定规则，确定任务的基础优先级。
根据任务基础优先级确定规则，确定步骤1.1中所有任务的基础优先级。本实施案例中，任务基础优先级确定规则为通过对任务的截止时间基础优先级和属性基础优先级进行加权求和获得任务的基础优先级，任务Ta的基础优先级为：
Ca1＝w11Ca11+w12Ca12 (2)
其中，w11、w12分别为截止时间基础优先级权重、属性基础优先级权重。w11、w12可根据实际应用场景及需求进行选择。
任务分配方法，包括以下步骤：
步骤2.1：将待分配任务按照基础优先级由高到低进行排序，形成待分配任务序列，当多个待分配任务基础优先级相同时，按照截止时间基础优先级由高到低进行排序，当多个待分配任务基础优先级及截止时间基础优先级均相同时，随机排序。
将系统中的待分配任务按照其基础优先级降序排列，形成待分配任务序列，若多个待分配任务基础优先级相同，则该多个待分配任务按照其截止时间基础优先级由高到低进行排序，若该多个待分配任务中存在数个任务的截止时间基础优先级也相同，则该数个任务随机排序。
步骤2.2：选中待分配任务序列最前端的任务。
步骤2.3：在所有AGV的任务列表尾部添加1个基础优先级为0的虚拟任务。
在所有AGV的任务列表的尾部添加1个基础优先级为0的虚拟任务，此任务无需执行。添加此虚拟任务是为了便于后续拟插入位置的确定。
步骤2.4：根据虚拟位置插入原则，在每个AGV的任务列表中虚拟增加1个拟插入位置。
根据虚拟位置插入原则，在每个AGV的任务列表中均增加1个拟插入位置Tx，拟插入位置为虚拟存在。本实施案例中，虚拟位置插入原则为拟插入位置为AGV的任务列表中以选中任务的基础优先级作为分界线所在处，即任务列表中分界线前的任务的基础优先级均不低于选中任务，分界线后的任务的基础优先级均低于选中任务。假设选中任务的基础优先级为3，系统中有2辆AGV，分别为AGV1、AGV2，其中AGV1为空闲AGV，其任务列表为{Tx}，AGV2的任务列表为{T21、Tx}，其中T21的基础优先级为3，根据虚拟位置插入原则增加1个虚拟插入位置后，AGV1的任务列表为{Insert、Tx}，AGV2的任务列表为{T21、Insert、Tx}，Insert所在位置即为拟插入位置。
步骤2.5：根据适应度值确定方法，获得所有AGV对选中任务的适应度值。
根据适应度值确定方法，获得所有AGV对选中任务的适应度值。适应度值确定方法，可采用AGV行驶长度最短方法、AGV搬运集结总时间最短方法等。本实施案例采用AGV行驶长度最短方法，即首先获得从AGV当前位置到完成该AGV已分配的所有基础优先级不低于选中任务的待执行任务所需行驶的路径长度，同时获得AGV从上述最后一个待执行任务的卸载点到选中任务的装载点所需行驶的路径长度，然后将上述两个长度相加获得待行驶总长度，最后将待行驶总长度求倒，获得该AGV对选中任务的适应度值。
步骤2.6：判断选中任务是否为协同搬运任务，若是，确定选中任务所需AGV台数x，进入步骤2.7，若否，将选中任务放入适应度值最高的AGV的任务列表中的拟插入位置，进入步骤2.11。
判断选中任务是否为协同搬运任务，若是，确定选中任务所需AGV的台数x，进入步骤2.7；若否，即选中任务为单车搬运任务，选择对选中任务适应度值最高的AGV，并将选中任务放入该AGV的拟插入位置中，进入步骤2.11。
步骤2.7：将适应度值最高的前x个AGV形成拟分配AGV集，搜索拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置的上一任务是否有协同搬运任务，若是，将搜索到的协同搬运任务形成协同搬运任务搜索集，进入步骤2.8，若否，进入步骤2.10。
将对选中任务适应度值最高的前x个AGV形成拟分配AGV集，并搜索该集中所有AGV的拟插入位置的上一任务是否为协同搬运任务，即检查选择这x个AGV作为选中任务的搬运AGV，是否存在可利用AGV队列的情况，若存在，则将搜索到的协同搬运任务形成协同搬运任务搜索集，进入步骤2.8，若不存在，进入步骤2.10。
本步骤的目的在于，搜索是否有可利用AGV队列，若有，则可降低AGV组队耗时和成本。
步骤2.8：从协同搬运任务搜索集中，选择AGV需求台数最接近x的协同搬运任务作为基准任务，若存在多个上述协同搬运任务，则选择拟分配AGV集中适应度值较高的AGV所对应的协同搬运任务作为基准任务，将拟分配AGV集中AGV更新为基准任务所包含的多个AGV，基准任务所包含的AGV数目为y。
从协同搬运任务搜索集中，选择AGV需求台数与x最接近的协同搬运任务作为基准任务，将拟分配AGV集中AGV更新为基准任务所对应的多个AGV。AGV需求台数越接近x说明执行选中任务时，AGV队伍所需做出的调整更少，而能同时到达选中任务装载点的AGV数量更多，减少了AGV的集结等待时间，提高AGV的利用率。若在确定基准任务时，选出了多个协同搬运任务，则选择拟分配AGV集中适应度值较高的AGV所对应的协同搬运任务，作为基准任务，获得基准任务所包含的AGV台数z。
步骤2.9：计算x与y的差值z，若z为正，则随机从适应度值最高的前x个AGV中选择z个AGV，选择的AGV需不在拟分配AGV集中，将选择的z个AGV加入拟分配AGV集，若z为负，则随机从拟分配AGV集中删除-z个AGV，形成新的拟分配AGV集。
步骤2.10：将选中任务分别插入拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置；
将选中任务分别放入拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置，形成任务分配方案。
步骤2.11：将选中任务从待分配任务序列中删除。
步骤2.12：待分配任务序列中是否还有任务，若是，进入步骤2.2，若否，结束任务分配方法调用。
判断待分配任务序列中是否还有待分配任务，若是，则进入步骤2.2，继续为待分配任务序列最前端的任务分配AGV，若否，说明已无需分配AGV的待分配任务，因此，结束任务分配方法的调用。
任务附加优先级确定规则，包括以下步骤：
步骤3.1：获取该任务所分配的AGV的每台AGV的任务列表中待执行任务的任务数及上述任务的基础优先级。
任务的附加优先级由任务分配的AGV的任务情况决定，具体由AGV的待执行任务数及待执行任务的基础优先级决定，因此在计算任务的附加优先级时，需获取任务分配的AGV的任务情况。
步骤3.2：根据任务AGV搬运负荷附加优先级确定规则，确定任务的AGV搬运负荷附加优先级。
本实施案例中，任务AGV搬运负荷附加优先级确定规则，为任务的AGV搬运负荷附加优先级由负责执行该任务的每台AGV的任务列表中待执行任务的任务数的最大值决定，任务Ta的AGV搬运负荷附加优先级为：
Figure BSA0000237684130000091
其中，j为分配给任务Ta的第j台AGV的编号，对应AGV表示为AGVj，J为任务Ta的所需AGV台数，Naj为任务Ta所分配的第j台AGV的任务列表中待执行任务的任务数。
步骤3.3：根据任务AGV紧迫性附加优先级确定规则，确定任务的AGV紧迫性附加优先级。
本实施案例中，任务AGV紧迫性附加优先级确定规则，为任务的AGV紧迫性附加优先级由负责执行该任务的每台AGV的任务列表中待执行任务的基础优先级的最大值决定，任务Ta的AGV紧迫性附加优先级为：
Figure BSA0000237684130000092
其中，k为AGVj的第k个待执行任务的编号，对应任务表示为Tjk，K为AGVj的待执行任务数，Cjk1为任务Tjk的基础优先级。
步骤3.4：根据任务附加优先级确定规则，确定任务的附加优先级。
本实施案例中，任务附加优先级确定规则，为通过对任务的AGV搬运负荷附加优先级和AGV紧迫性附加优先级进行加权求和获得任务的附加优先级，任务Ta的附加优先级为：
Ca2＝w21Ca21+w22Ca22 (5)
其中，w11、w12分别为AGV搬运负荷附加优先级权重、AGV紧迫性附加优先级权重。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：系统是否满足任务分配触发条件，若是，进入步骤2，若否，进入步骤3；
步骤2：是否存在待分配任务，若是，获取待分配任务的任务信息，进入步骤4，若否，进入步骤3；
步骤3：是否有任务完成，若是，进入步骤6，若否，进入步骤1；
步骤4：根据任务基础优先级确定规则，为所有待分配任务赋予基础优先级，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；
步骤5：基于任务基础优先级，根据任务分配方法，为所有待分配任务分配任务所需的AGV，进入步骤7；
步骤6：根据任务基础优先级确定规则，更新系统中所有在执行任务和待执行任务的基础优先级；
步骤7：根据任务附加优先级确定规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的附加优先级；
步骤8：根据任务优先级计算规则，更新所有AGV的任务列表的首个任务的任务优先级，进入步骤1。
2.根据权利要求1所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务基础优先级确定规则，包括以下步骤：
步骤1.1：将系统中所有在执行任务、待执行任务和待分配任务按照截止时间由近及远进行排序，形成任务序列；
步骤1.2：根据分段确定规则，确定任务的截止时间基础优先级；
步骤1.3：根据任务属性基础优先级确定规则，确定任务的属性基础优先级；
步骤1.4：根据任务基础优先级确定规则，确定任务的基础优先级。
3.根据权利要求2所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述分段确定规则，为将任务序列分为n段，任务Ta的截止时间基础优先级为：
Ca11＝n-i+1 (1)
其中，i表示任务Ta处于任务序列中的第i段，i为1到n的正整数。
4.根据权利要求2所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务属性基础优先级确定规则，为根据任务种类确定任务的属性基础优先级，任务Ta的属性基础优先级为：
Figure FSA0000237684120000011
。
5.根据权利要求2所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务基础优先级确定规则，为通过对任务的截止时间基础优先级和属性基础优先级进行加权求和获得任务的基础优先级，任务Ta的基础优先级为：
Ca1＝w11Ca11+w12Ca12 (2)
其中，w11、w12分别为截止时间基础优先级权重、属性基础优先级权重。
6.根据权利要求1所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务分配方法，包括以下步骤：
步骤2.1：将待分配任务按照基础优先级由高到低进行排序，形成待分配任务序列，当多个待分配任务基础优先级相同时，按照截止时间基础优先级由高到低进行排序，当多个待分配任务基础优先级及截止时间基础优先级均相同时，随机排序；
步骤2.2：选中待分配任务序列最前端的任务；
步骤2.3：在所有AGV的任务列表尾部添加1个基础优先级为0的虚拟任务；
步骤2.4：根据虚拟位置插入原则，在每个AGV的任务列表中虚拟增加1个拟插入位置；
步骤2.5：根据适应度值确定方法，获得所有AGV对选中任务的适应度值；
步骤2.6：判断选中任务是否为协同搬运任务，若是，确定选中任务所需AGV台数x，进入步骤2.7，若否，将选中任务放入适应度值最高的AGV的任务列表中的拟插入位置，进入步骤2.11；
步骤2.7：将适应度值最高的前x个AGV形成拟分配AGV集，搜索拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置的上一任务是否有协同搬运任务，若是，将搜索到的协同搬运任务形成协同搬运任务搜索集，进入步骤2.8，若否，进入步骤2.10；
步骤2.8：从协同搬运任务搜索集中，选择AGV需求台数最接近x的协同搬运任务作为基准任务，若存在多个上述协同搬运任务，则选择拟分配AGV集中适应度值较高的AGV所对应的协同搬运任务作为基准任务，将拟分配AGV集中AGV更新为基准任务所包含的多个AGV，基准任务所包含的AGV数目为y；
步骤2.9：计算x与y的差值z，若z为正，则随机从适应度值最高的前x个AGV中选择z个AGV，选择的AGV需不在拟分配AGV集中，将选择的z个AGV加入拟分配AGV集，若z为负，则随机从拟分配AGV集中删除-z个AGV，形成新的拟分配AGV集；
步骤2.10：将选中任务分别插入拟分配AGV集中所有AGV的拟插入位置；
步骤2.11：将选中任务从待分配任务序列中删除；
步骤2.12：待分配任务序列中是否还有任务，若是，进入步骤2.2，若否，结束任务分配方法调用。
7.根据权利要求1所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务附加优先级确定规则，包括以下步骤：
步骤3.1：获取该任务所分配的AGV的每台AGV的任务列表中待执行任务的任务数及上述任务的基础优先级；
步骤3.2：根据任务AGV搬运负荷附加优先级确定规则，确定任务的AGV搬运负荷附加优先级；
步骤3.3：根据任务AGV紧迫性附加优先级确定规则，确定任务的AGV紧迫性附加优先级；
步骤3.4：根据任务附加优先级确定规则，确定任务的附加优先级。
8.根据权利要求7所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务AGV搬运负荷附加优先级确定规则，为任务的AGV搬运负荷附加优先级由负责执行该任务的每台AGV的任务列表中待执行任务的任务数的最大值决定，任务Ta的AGV搬运负荷附加优先级为：
Figure FSA0000237684120000031
其中，j为分配给任务Ta的第j台AGV的编号，对应AGV表示为AGVj，J为任务Ta的所需AGV台数，Naj为任务Ta所分配的第j台AGV的任务列表中待执行任务的任务数。
所述任务AGV紧迫性附加优先级确定规则，为任务的AGV紧迫性附加优先级由负责执行该任务的每台AGV的任务列表中待执行任务的基础优先级的最大值决定，任务Ta的AGV紧迫性附加优先级为：
Figure FSA0000237684120000032
其中，k为AGVj的第k个待执行任务的编号，对应任务表示为Tjk，K为AGVj的待执行任务数，Cjk1为任务Tjk的基础优先级。
9.根据权利要求7所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务附加优先级确定规则，为通过对任务的AGV搬运负荷附加优先级和AGV紧迫性附加优先级进行加权求和获得任务的附加优先级，任务Ta的附加优先级为：
Ca2＝w21Ca21+w22Ca22 (5)
其中，w11、w12分别为AGV搬运负荷附加优先级权重、AGV紧迫性附加优先级权重。
10.根据权利要求1所述的基于优先级的多AGV协同搬运系统任务调度方法，其特征在于，所述任务优先级计算规则，为对该任务的基础优先级和附加优先级进行加权求和，任务Ta的任务优先级为：
Ca＝w1Ca1+w2Ca2 (6)
其中，w1、w2分别为基础优先级权重、附加优先级权重。
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