[发明专利]一种含有AGV的个性化定制柔性作业车间调度方法

说明书

本发明涉及一种含有AGV的个性化定制柔性作业车间调度方法，包括步骤：建立含有AGV的个性化定制柔性作业车间工业物联网框架；设定调度的目标和参数；在生产过程中，车间生产的工件向云计算平台发送物流需求指令，AGV接收云计算平台转发的物流需求指令，依据优先级法则选取优先级最高的物流需求指令，并规划对应工件的生产计划；加工单元按照生产计划进行工件加工，并将加工完成的工件置于工件缓冲区，所述AGV同时按照计划从缓冲区提取工件。本发明有助于构建无人化的智能工厂；实现生产设备与物流设备的高效协同方法；能够满足含有AGV的个性化定制柔性作业车间调度需求且比传统调度规则在提前/拖期成本、设备利用率与能耗方面有一定的优势。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，更具体地说，涉及一种含有AGV的个性化定制柔性作业车间调度方法。

背景技术

伴随着工业4.0时代的到来，5G、云计算、边缘计算、大数据处理、数据孪生等先进信息技术也被陆续应用到生产制造企业中，帮助制造业从自动化往智能化转型升级。新技术的助力使得企业能够改变传统的大批量生产模式，追求订单驱动的生产模式。这种订单驱动的生产是为了更好的适应当下市场多品种、小批量的个性化定制的需求，即个性化定制生产模式。

柔性作业车间调度(Flexible Job Shop Scheduling)是NP-hard问题，由于更贴近生产实际情况，已被大量的研究，而个性化定制柔性作业车间调度较之有所不同。在该问题中，工厂是依据订单的到来，灵活组织生产。订单工件抵达时间、种类、数量是随机的；工件种类繁多、工序与加工时间不尽相同；每个工件的工艺是确定的，但是每个工件的每道工序可以被多种加工单元加工，这就要求调度要平衡多种加工单元的能力。

此外，个性化定制的车间对制造系统及其物流系统的柔性要求较高，AGV作为灵活、高效的物料搬运设备正被越来越多的智能工厂使用。因此业内需要一种能够考虑AGV的个性化定制柔性作业车间调度方法。

个性化定制柔性车间拥有若干台加工单元与AGV，车间布局已知；订单工件随机产生，种类与抵达时间均无法预测；客户对订单交货期有一定要求；工件工序已知，且顺序不能改变；每个工件的每道工序可被多台加工单元加工，对应的加工单元与加工时间已知；加工单元与AGV的性能参数已知。调度是寻求多个指标的最优，有以下假设：

(1)每台加工单元与AGV一次只能加工或运载一个工件；

(2)一个工件一次只能被一台加工单元或AGV加工与运输；

(3)加工单元提供有工件缓存区且容量不限；

(4)加工单元提供有AGV工件快速装卸区，装卸时间不作单独考虑，视为加工时间的一部分；

(5)因为车间布局与AGV行驶速度已知，所以工件在各区域间物流运输时间是可以被预测的。

目前国内外学界对含有AGV的个性化定制柔性作业车间调度的研究较少，仅有一部分对含有AGV的个性化定制流水作业车间调度或是含有AGV的传统柔性作业车间或是不含AGV的个性化定制柔性作业车间的研究。