AGV系統(tǒng)規(guī)劃設計若干關鍵問題及求解方法研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金項目“柔性車間設施布局與帶裝載約束的AGV(Automated Guided Vehicle)路徑規(guī)劃集成優(yōu)化方法”（基金號:61304206），以深圳某公司的生產(chǎn)制造系統(tǒng)的規(guī)劃設計作為工程背景，研究了AGV系統(tǒng)綜合設計的若干問題和射頻識別(RFID—Radio Frequency Identification)技術應用部署及其求解方法，旨在整個降低系統(tǒng)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的物料搬運成本，并在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)對生產(chǎn)

2、運輸過程的管理和監(jiān)控。
　　當前我國制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃建設缺乏科學長遠的布局設計，其全生命周期價值較低。當前一些研究工作大多未能全面完整對制造系統(tǒng)進行規(guī)劃設計，或將設計工作涵蓋的部分內(nèi)容分步解決，其缺乏科學性。為克服這些缺陷，本文對AGV系統(tǒng)進行了較為全面的規(guī)劃設計，其涵蓋了設備分配、設備布局、轉運站設置、回路布置和RFID閱讀器部署這些設計問題。本文提出了一種協(xié)同進化思想將AGV系統(tǒng)設備分配布局設計問題集成在一個框架內(nèi)解決，以

3、保護這些問題之間的耦合關系，并提出了一個混合優(yōu)化算法——遺傳野草算法(IWOGA)負責協(xié)同進化框架的優(yōu)化。同時，還提出了一種雙系統(tǒng)協(xié)同進化方法對AGV系統(tǒng)實現(xiàn)了綜合設計，最后在系統(tǒng)內(nèi)設置RFID標簽以管理生產(chǎn)過程，并部署閱讀器對這些標簽實現(xiàn)覆蓋管理。
　　本文的主要研究內(nèi)容匯總如下:
　　(1)分析了AGV系統(tǒng)規(guī)劃設計的若干關鍵問題并構建了涵蓋AGV系統(tǒng)多個子問題的詳細數(shù)學模型，其優(yōu)化目標為最小化整個生產(chǎn)系統(tǒng)的物料運輸成本。

4、
　　(2)提出一個協(xié)同進化框架將設備分配和布局、轉運站的設置以及回路的相對位置布置集成在一起編碼并進行迭代優(yōu)化，并結合遺傳算法和野草算法的優(yōu)點提出了一個遺傳野草算法(IWOGA)作為協(xié)同進化框架的優(yōu)化算法，利用4個標準單向環(huán)形回路布局算例(ULLPs)驗證了IWOGA在解決設備布局問題的有效性。最后設計了三個AGV系統(tǒng)設備分配布局算例驗證了協(xié)同進化框架在將這些問題耦合在一起解決的優(yōu)勢。
　　(3)在協(xié)同進化框架的基礎上提出

5、了一個更為全面的雙系統(tǒng)協(xié)同進化方法用以解決貼近實際的AGV系統(tǒng)綜合設計問題，并完善了綜合設計的數(shù)學模型。雙系統(tǒng)協(xié)同進化方法由協(xié)同進化框架（作為子系統(tǒng)A）和提出的一個子系統(tǒng)B組成，并提出了一個協(xié)同進化策略聯(lián)接兩個子系統(tǒng)協(xié)同進化。設計的算例證明了雙系統(tǒng)協(xié)同進化方法的有效性。
　　(4)研究并建立了RFID閱讀器在AGV系統(tǒng)中部署的數(shù)學模型和策略，在AGV系統(tǒng)的綜合設計圖上設置了RFID標簽以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程和物料運輸?shù)墓芾?，使用本文提?/p>