AGV路線優(yōu)化及實(shí)時(shí)調(diào)度
對(duì)于單臺(tái)的AGV的搬運(yùn)很簡(jiǎn)單,對(duì)于多臺(tái)AGV如何合理的安排,使其工作效率達(dá)到最高,這就需要用到AGV調(diào)度系統(tǒng)。AGV調(diào)度系統(tǒng)一旦為AGV指定好路徑后,AGV上的車載控制器會(huì)根據(jù)指令完成具體的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù),例如速度保持在多少,遇到路口轉(zhuǎn)向時(shí)輪子怎么轉(zhuǎn)動(dòng)等等。所以在一個(gè)完整的大系統(tǒng)中,AGV調(diào)度系統(tǒng)位于上層控制系統(tǒng)和底層控制系統(tǒng)的中間,其到管家的作用。對(duì)于多個(gè)AGV,調(diào)度問(wèn)題就會(huì)變得非常困難,而且AGV數(shù)量越多,難度越大。因此,調(diào)度系統(tǒng)成為AGV行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
能夠調(diào)度的AGV數(shù)量也成為評(píng)判一個(gè)調(diào)度系統(tǒng)強(qiáng)大與否的重要指標(biāo)。對(duì)此霸特爾表示道:目前具有自主研發(fā)的AGV調(diào)度系統(tǒng)的AGV企業(yè)并不多,能夠真正把調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化的很好、能夠最高效率地利用AGV系統(tǒng)的AGV企業(yè)更是屈指可數(shù)。米克力美自主研發(fā)的AGV調(diào)度系統(tǒng)軟件功能非常豐富包括:任務(wù)管理、車輛狀態(tài)監(jiān)控、路徑規(guī)劃、地圖編輯、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢等。
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)研究熱門(mén),常用的方法主要有一下三種:
1. 數(shù)學(xué)規(guī)劃方法
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。實(shí)際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。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)。
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。
多個(gè)AGV的調(diào)度需要規(guī)劃不同AGV的路徑,所以我們先了解下現(xiàn)有的路徑規(guī)劃方法。AGV是個(gè)聽(tīng)話的笨蛋,如果調(diào)度系統(tǒng)想讓一個(gè)AGV從A走到B,它不能簡(jiǎn)單地將A和B站點(diǎn)的信息給AGV,而是要將A到B之間的完整路徑告訴AGV。目前普遍用“圖”(graph 數(shù)學(xué)概念)對(duì)AGV的行駛空間進(jìn)行建模,“圖”由節(jié)點(diǎn)和邊組成。所以AGV的行駛路徑可以表示為一系列相鄰的節(jié)點(diǎn)。
霸特爾認(rèn)為:AGV調(diào)度問(wèn)題可以看成多機(jī)器人協(xié)調(diào)問(wèn)題(Multi-Robot Coordination)的特例。多機(jī)器人共享一個(gè)環(huán)境,如何協(xié)調(diào)它們的運(yùn)動(dòng)使所有機(jī)器人都能能達(dá)到目標(biāo)。討論多機(jī)器人協(xié)調(diào)問(wèn)題是為了對(duì)調(diào)度問(wèn)題有更好的理解。最早的方法也是最簡(jiǎn)單的方法之一,就是為不同的機(jī)器人設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)(Priority)。優(yōu)先級(jí)高的機(jī)器人先規(guī)劃自己的路徑,優(yōu)先級(jí)低的機(jī)器人將比它高的機(jī)器人的路徑視為障礙物,進(jìn)而再進(jìn)行規(guī)劃。當(dāng)然這種方法有個(gè)明顯的缺點(diǎn):優(yōu)先級(jí)高的機(jī)器人過(guò)于霸道,它把所有的路都堵死了,以至于優(yōu)先級(jí)低的機(jī)器人怎么也找不到路。這時(shí)我們就要調(diào)整優(yōu)先級(jí)了。