[发明专利]多AGV路径规划和多AGV智能生产线中AGV与机器联合调度方法

说明书

本发明公开多AGV路径规划和多AGV智能生产线中AGV与机器联合调度方法，属于生产线生产技术领域。本发明采用A*算法与时间窗相结合，利用时间窗提前检测出AGV之间的冲突，采用等待或更换路径的方式来避免冲突，将其融入改进的A*算法中，最终能够为AGV规划出一条从任务起点到任务终点时间最短的无冲突路径。本发明建立智能生产线中以最大完工时间最小为优化目标的AGV与机器联合调度数学模型，在柔性车间调度问题的基础上，增加AGV资源的约束，即智能生产线调度问题，并提出混合遗传算法进行模型的求解。混合遗传算法采用三段式染色体编码方法得到问题的可行解，设计相应的选择、交叉和变异操作，将多AGV路径规划算法融入解码过程，获得智能生产线的调度结果。

技术领域

本发明属于生产线生产技术领域，更具体地，涉及多AGV路径规划和多AGV智能生产线中AGV与机器联合调度方法。

背景技术

调度问题中最现实的约束条件包括运输时间、机器故障、模糊处理时间、紧急插单、资源约束和作业顺序设置时间等。而在智能生产线中AGV已广泛用于提高内部物流和物料处理任务的效率，AGV主要是用来运输工件，使之在不同加工机器之间进行转移，需要在正确的时间向正确的地点提供工件，来满足工件加工的需求，而传统的柔性作业车间调度少有考虑工件的运输时间，而AGV的调度对制造系统的生产力有重大影响。

因此，将AGV的运输时间考虑到智能生产线的调度中更加符合实际情况且必要。但在调度过程中选择不同的AGV与AGV之间需要避免产生冲突而选择可行路径的不同都会影响工件在机器之间的运输时间，这将会影响工件开始加工的时间，进而影响整个生产周期。并且由于单辆AGV工作能力有限，目前智能生产线中大部分都是多AGV同时工作，而工件通过AGV运输的时间越短越好，所以如何为AGV规划出从任务起点到任务终点所花时间最短的无冲突路径也是需要考虑的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了多AGV路径规划和多AGV智能生产线中AGV与机器联合调度方法，其目的在于解决以AGV为载体的结合工件运输时间的智能生产线调度的技术问题，为AGV规划出时间最短的无冲突路径，改善生产线资源的利用率，提高生产效率。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种多AGV路径规划方法，该方法包括：

S1.数字化AGV工作环境信息，得到AGV工作环境电子地图；

S2.在AGV工作环境电子地图上，为AGV规划出时间最短的无冲突路径，包括以下子步骤：

S21.获取各AGV各任务的优先级，所述任务包含任务起点、任务终点和执行任务的AGV；

S22.按照任务优先级从高到低，依次对每个任务进行路径规划，包括以下子步骤：

S221.计算任务起点的评价值，按照评价值将任务起点加入待测试节点列表，所述待测试节点列表中节点按照评价值升序排列，并被所有任务共享，所述评价值表示从任务起点经过当前节点到任务终点的代价；

S222.判断待测试节点列表是否不为空，若是，进入S223，否则，该任务路径规划结束，未找到从任务起点到达任务终点的可行路径；

S223.不放回取出待测试节点列表中评价值最小的节点作为当前节点；

S224.判断当前节点是否不为任务终点，若是，进入S225，否则，进入S229；

S225.判断当前节点的相邻节点集是否为空，若是，返回S222，否则，进入S226；

S226.从相邻节点集中不放回取出当前节点的一个相邻节点；

S227.根据连接当前节点和取出的相邻节点的边的时间窗，判断AGV是否可以进入该边，若是，计算AGV进入该边的时间，进入S228，否则，返回S225；