AGV系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)若干關(guān)鍵問題及求解方法研究.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(Automated Guided Vehicle)路徑規(guī)劃集成優(yōu)化方法”（基金號(hào):61304206），以深圳某公司的生產(chǎn)制造系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)作為工程背景，研究了AGV系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的若干問題和射頻識(shí)別(RFID—Radio Frequency Identification)技術(shù)應(yīng)用部署及其求解方法，旨在整個(gè)降低系統(tǒng)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的物料搬運(yùn)成本，并在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)

2、運(yùn)輸過程的管理和監(jiān)控。
　　當(dāng)前我國制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)缺乏科學(xué)長(zhǎng)遠(yuǎn)的布局設(shè)計(jì)，其全生命周期價(jià)值較低。當(dāng)前一些研究工作大多未能全面完整對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，或?qū)⒃O(shè)計(jì)工作涵蓋的部分內(nèi)容分步解決，其缺乏科學(xué)性。為克服這些缺陷，本文對(duì)AGV系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的規(guī)劃設(shè)計(jì)，其涵蓋了設(shè)備分配、設(shè)備布局、轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)置、回路布置和RFID閱讀器部署這些設(shè)計(jì)問題。本文提出了一種協(xié)同進(jìn)化思想將AGV系統(tǒng)設(shè)備分配布局設(shè)計(jì)問題集成在一個(gè)框架內(nèi)解決，以

3、保護(hù)這些問題之間的耦合關(guān)系，并提出了一個(gè)混合優(yōu)化算法——遺傳野草算法(IWOGA)負(fù)責(zé)協(xié)同進(jìn)化框架的優(yōu)化。同時(shí)，還提出了一種雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法對(duì)AGV系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了綜合設(shè)計(jì)，最后在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置RFID標(biāo)簽以管理生產(chǎn)過程，并部署閱讀器對(duì)這些標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)覆蓋管理。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容匯總?cè)缦?
　　(1)分析了AGV系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵問題并構(gòu)建了涵蓋AGV系統(tǒng)多個(gè)子問題的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，其優(yōu)化目標(biāo)為最小化整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的物料運(yùn)輸成本。

4、
　　(2)提出一個(gè)協(xié)同進(jìn)化框架將設(shè)備分配和布局、轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)置以及回路的相對(duì)位置布置集成在一起編碼并進(jìn)行迭代優(yōu)化，并結(jié)合遺傳算法和野草算法的優(yōu)點(diǎn)提出了一個(gè)遺傳野草算法(IWOGA)作為協(xié)同進(jìn)化框架的優(yōu)化算法，利用4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單向環(huán)形回路布局算例(ULLPs)驗(yàn)證了IWOGA在解決設(shè)備布局問題的有效性。最后設(shè)計(jì)了三個(gè)AGV系統(tǒng)設(shè)備分配布局算例驗(yàn)證了協(xié)同進(jìn)化框架在將這些問題耦合在一起解決的優(yōu)勢(shì)。
　　(3)在協(xié)同進(jìn)化框架的基礎(chǔ)上提出

5、了一個(gè)更為全面的雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法用以解決貼近實(shí)際的AGV系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)問題，并完善了綜合設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化方法由協(xié)同進(jìn)化框架（作為子系統(tǒng)A）和提出的一個(gè)子系統(tǒng)B組成，并提出了一個(gè)協(xié)同進(jìn)化策略聯(lián)接兩個(gè)子系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化。設(shè)計(jì)的算例證明了雙系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)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(xué)模型和策略，在AGV系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)圖上設(shè)置了RFID標(biāo)簽以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程和物料運(yùn)輸?shù)墓芾?，使用本文提?/p>