

AGV研究方法
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AGV路線優(yōu)化和實(shí)時(shí)調(diào)度是當(dāng)前AGV領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。實(shí)用中,人們采用的方法主要有:
1.?dāng)?shù)學(xué)規(guī)劃方法
為AGV選擇最佳的任務(wù)及最佳路徑,可以歸納為一個(gè)任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。數(shù)學(xué)規(guī)劃方法是求解調(diào)度問(wèn)題最優(yōu)解的傳統(tǒng)方法,該方法的求解過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)資源限制下的尋優(yōu)過(guò)程。實(shí)用中的方法主要有整數(shù)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、petri方法等。在小規(guī)模調(diào)度情況下,這類方法可以得到較好的結(jié)果,但是隨著調(diào)度規(guī)模的增加,求解問(wèn)題耗費(fèi)的時(shí)間呈指數(shù)增長(zhǎng),限制了該方法在負(fù)責(zé)、大規(guī)模實(shí)時(shí)路線優(yōu)化和調(diào)度中應(yīng)用。
2.仿真方法
仿真方法通過(guò)對(duì)實(shí)際的調(diào)度環(huán)境建模,從而對(duì)AGV的一種調(diào)度方案的實(shí)施進(jìn)行計(jì)算機(jī)的模擬仿真。用戶和研究人員可以使用仿真手段對(duì)某些調(diào)度方案進(jìn)行測(cè)試、比較、監(jiān)控,從而改變和挑選調(diào)度策略。實(shí)用中采用的方法有離散事件仿真方法、面向?qū)ο蟮姆抡娣椒ê?維仿真技術(shù),有許多軟件可以用于AGV的調(diào)度仿真,其中,Lanner集團(tuán)的Witness軟件可以快速建立仿真模型,實(shí)現(xiàn)仿真過(guò)程三維演示和結(jié)果的分析處理。
3.人工智能方法
人工智能方法把AGV的調(diào)度過(guò)程描述成一個(gè)在滿足約束的解集搜索最優(yōu)解的過(guò)程。它利用知識(shí)表示技術(shù)將人的知識(shí)包括進(jìn)去,同時(shí)使用各種搜索技術(shù)力求給出一個(gè)令人滿意的解。具體的方法有專家系統(tǒng)方法、遺傳算法、啟發(fā)式算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。其中,專家系統(tǒng)方法在實(shí)用中較多采用,它將調(diào)度專家的經(jīng)驗(yàn)抽象成系統(tǒng)可以理解和執(zhí)行的調(diào)度規(guī)則,并且采用沖突消解技術(shù)來(lái)解決大規(guī)模AGV調(diào)度中的規(guī)則膨脹和沖突問(wèn)題。
由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有并行運(yùn)算、知識(shí)分布存儲(chǔ)、自適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因此,它成為求解大規(guī)模AGV調(diào)度問(wèn)題是一個(gè)很有希望的方法。目前,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法成功的求解了TSP-NP問(wèn)題,求解中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能把組合優(yōu)化問(wèn)題的解轉(zhuǎn)換成一種離散動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的能量函數(shù),通過(guò)使能量函數(shù)達(dá)到最小而求得優(yōu)化問(wèn)題的解。
遺傳算法是模擬自然界生物進(jìn)化過(guò)程中的遺傳和變異而形成的一種優(yōu)化求解方法。遺傳算法在求解AGV的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題時(shí),首先通過(guò)編碼將一定數(shù)量的可能調(diào)度方案表示成適當(dāng)?shù)娜旧w,并計(jì)算每個(gè)染色體的適應(yīng)度(如運(yùn)行路徑最短),通過(guò)重復(fù)進(jìn)行復(fù)制、交叉、變異尋找適應(yīng)度大的染色體,即AGV調(diào)度問(wèn)題的最優(yōu)解。
單獨(dú)用一種方法來(lái)求解調(diào)度問(wèn)題,往往存在一定的缺陷。目前,將多種方法進(jìn)行融合來(lái)求解AGV的調(diào)度問(wèn)題是一個(gè)研究熱點(diǎn)。如,將專家系統(tǒng)和遺傳算法融合,把專家的知識(shí)融入到初始染色體群的形成中,以加快求解速度和質(zhì)量。
總結(jié)說(shuō)明
首先,給大家兩個(gè)英文單詞Navigation(導(dǎo)航),Guidance(導(dǎo)引),這兩個(gè)單詞的意思是不一樣的。導(dǎo)航是指確定自身的位置及航向;而導(dǎo)引是根據(jù)目前的位置、航向及理論軌跡來(lái)計(jì)算下個(gè)周期的速度值和轉(zhuǎn)向角度值。有了這個(gè)概念后,我們分析一下磁帶導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引或其它形式的“有線”導(dǎo)引。他們都只能稱為導(dǎo)引,而不叫導(dǎo)航。因?yàn)椋@些導(dǎo)引方式只需AGV的相對(duì)位置,而與全局坐標(biāo)無(wú)關(guān)!這也是為什么這類導(dǎo)引的AGV相對(duì)簡(jiǎn)單的原因:不需要復(fù)雜的導(dǎo)航計(jì)算(Dead-reckoning),甚至不需要導(dǎo)引計(jì)算,只需根據(jù)傳感器的差分信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向控制。建議朋友們,不再說(shuō)磁導(dǎo)航,而是叫磁帶導(dǎo)引(Magnetic Tape Guidance)和電磁導(dǎo)引也稱線導(dǎo)(Wire Guidance)。
AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)多種多樣,不同的場(chǎng)合可采用不同的導(dǎo)引技術(shù)。單一的導(dǎo)引技術(shù)無(wú)法覆蓋所有的應(yīng)用:例如在有叉車行駛的場(chǎng)合我們就不宜選用磁帶導(dǎo)引,可選用將導(dǎo)引線埋入地下的電磁導(dǎo)引;在由于工藝需要,路徑需要經(jīng)常變化的場(chǎng)合,可考慮激光導(dǎo)引;在路徑復(fù)雜的場(chǎng)合應(yīng)盡量考慮“無(wú)線”方式(激光,陀螺),因?yàn)椤坝芯”模式,只能是真正地理意義上的“路”,而“無(wú)線”模式的路徑是虛擬的,可以重疊,交叉,可以亂得象一團(tuán)麻,而即使這樣,AGV的運(yùn)行在系統(tǒng)的調(diào)度下也是有序的,路徑的選擇也是最優(yōu)的,所謂“條條大路通羅馬”。AGV就能象汽車一樣,在受到前方車輛阻擋時(shí)還能夠找到其它的路徑,從而提升AGV系統(tǒng)的作業(yè)效率。[6]
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