區(qū)域式AGV規(guī)劃與設(shè)備布局的綜合求解方法研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“柔性車間設(shè)施布局與帶裝載約束的AGV(AutomatedGuidedVehicle)路徑規(guī)劃集成優(yōu)化方法”(No.61304206)和企業(yè)的實(shí)際需求。設(shè)備布局和物料運(yùn)送是柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem，F(xiàn)MS）的兩個(gè)重要問題，得到企業(yè)界和廣大研究者的重視和關(guān)注，但目前將二者集成優(yōu)化的研究還相對較少。本文以柔性制造車間為研究背景，研究其設(shè)備布局和AGV路徑規(guī)劃二者集成

2、優(yōu)化問題，其目的是進(jìn)一步降低制造成本和縮短生產(chǎn)周期。
　　本文在國家自然科學(xué)基金的資助下，以廈門B公司的二期柔性車間布局和路徑規(guī)劃項(xiàng)目作為工程背景，研究了柔性車間中的路徑規(guī)劃和設(shè)備布局重要問題，對區(qū)域式AGV系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并給出求解策略。在實(shí)現(xiàn)上采用禁忌搜索算法分別求解，并針對兩者的耦合關(guān)系進(jìn)行了研究，給出系列方法和步驟綜合求解路徑規(guī)劃和設(shè)備布局問題。本文的主要工作可以總結(jié)為以下方面:
　　(1)分析柔性車間的路徑規(guī)劃

3、和設(shè)備布局耦合問題，采用區(qū)域式AGV系統(tǒng)來解決路徑規(guī)劃和設(shè)備布局，并針對區(qū)域式AGV系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，為系統(tǒng)中跨環(huán)負(fù)載量和流量及內(nèi)環(huán)的負(fù)載量和流量提供了求解策略。
　　(2)研究和分析了柔性車間的車間布局問題，針對柔性車間中環(huán)形布局問題提出了采用禁忌搜索算法進(jìn)行求解，并采用該求解方法對Nearchou提出的4種不同規(guī)模的環(huán)形布局算例進(jìn)行求解，數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的求解能力。
　　(3)研究和分析了柔性車間中區(qū)域式

4、AGV系統(tǒng)的路徑規(guī)劃問題。以最近距離為主線對車間的設(shè)備進(jìn)行分區(qū)，提出順序連接方法對分區(qū)后的設(shè)備設(shè)置運(yùn)輸路徑，使得內(nèi)環(huán)路徑最短。為了解決各個(gè)回路間的物料運(yùn)輸，本文對各個(gè)回路設(shè)置一個(gè)中轉(zhuǎn)站，并采用禁忌搜索算法獲取各個(gè)回路的最佳中轉(zhuǎn)站，并采用順序連接方法連接各個(gè)中轉(zhuǎn)站，從而形成外環(huán)回路，使得外環(huán)回路最短。最后針對求解方案提出改進(jìn)方法以便獲取更好的設(shè)計(jì)方案。通過數(shù)據(jù)實(shí)例分析驗(yàn)證該方法的求解能力。
　　(4)研究和分析柔性車間中路徑規(guī)劃和設(shè)

5、備布局耦合關(guān)系，提出了綜合求解方法。采用禁忌搜索算法對設(shè)備進(jìn)行分群，獲取最優(yōu)分群解。對分群后的各回路的設(shè)備布局采用禁忌搜索算法進(jìn)行求解，其目標(biāo)是減少環(huán)內(nèi)總流量。將回路間跨環(huán)流量最大的回路放置在一起，以減少跨環(huán)流量，從而將回路布置到車間，同時(shí)連接各個(gè)回路中轉(zhuǎn)站形成運(yùn)轉(zhuǎn)中心以解決環(huán)間運(yùn)輸。通過廈門B公司的車間規(guī)劃布局作為算例進(jìn)行求解，求解結(jié)果驗(yàn)證了算法的求解能力。
　　本文針對柔性車間中路徑規(guī)劃和車間布局的重要問題，研究柔性制造車間A