自动装箱系统中多AGV在线调度问题研究*

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2025.02.003

现代制造工程 ›› 2025, Vol. 533 ›› Issue (2): 17-25.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2025.02.003

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自动装箱系统中多AGV在线调度问题研究^*

周国诚¹, 陶翼飞¹, 何毅², 李立山¹, 吴佳兴¹

1 昆明理工大学,昆明 650504;
2 红云红河烟草(集团)有限责任公司红河卷烟厂,红河 661400

收稿日期:2024-01-30 出版日期:2025-02-18 发布日期:2025-02-27
通讯作者: 陶翼飞,博士,讲师,主要研究方向为复杂系统建模、调度与智能算法等。E-mail:1546761351@qq.com
作者简介:周国诚,硕士研究生,主要研究方向为复杂生产系统建模与优化调度。何毅,本科,工程师,主要研究方向为企业信息化建设。
基金资助:
^*云南省重点研发计划项目(2018BA086)

Research on the online scheduling problem of multi-AGVs in automatic packing system

ZHOU Guocheng¹, TAO Yifei¹, HE Yi², LI Lishan¹, WU Jiaxing¹

1 Kunming University of Science and Technology, Kunming 650504, China;
2 Honghe Tobacco Factory of Hongyun Honghe Tobacco (Group) Co.,Ltd.,Honghe 661400, China

Received:2024-01-30 Online:2025-02-18 Published:2025-02-27

摘要/Abstract

摘要： 为提高自动装箱系统中多AGV运行效率,针对多AGV在线调度问题,以最小化AGV运行时间为优化目标,结合实际工况下约束条件建立该问题数学模型,并提出一种两阶段在线协同调度算法进行求解。该算法基于自动装箱系统仿真模型开发,首先,利用基于AGV运行时间的搬运任务指派算法求解搬运任务指派问题;其次,设计了带有AGV优先级规则与冲突解决策略的路径规划算法求解路径规划问题;最后,使用时空拥堵表(Spatio-Temporal Blocking Table,STBT)来记录路径的时空拥挤度(Spatio-Temporal Blocking Degree,STBD)和预计等待时间,并将表中信息作为约束条件融入到算法两阶段的寻优过程中,求解过程实现了多AGV搬运任务指派与路径规划的集成优化。通过不同规模仿真案例验证了所提算法的有效性,并与相关研究成果展开对比实验,验证所提算法的优越性。

关键词: 自动装箱系统, 自动导引小车, 两阶段在线协同调度算法, 路径规划, 任务指派

Abstract: In order to improve the operation efficiency of multi-AGVs in the automatic packing system, a two-stage online cooperative scheduling algorithm is proposed to solve the multi-AGV online scheduling problem, which is based on the optimization objective of minimizing the AGV operation time combined with the constraints of the actual working conditions. The algorithm is developed based on the simulation model of the automatic packing system. Firstly, the handling task assignment algorithm based on the AGV running time is used to solve the handling task assignment problem; secondly, the path planning algorithm with AGV priority rules and conflict resolution strategies is designed to solve the path planning problem; finally, the Spatio-Temporal Blocking Table (STBT) is used to record the Spatio-Temporal Blocking Degree (STBD) of the paths and the estimated waiting time, and the information in the table is incorporated into the two-stage collaborative scheduling algorithm as the constraints. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by simulation cases with different scales, and the superiority of the proposed algorithm is verified by comparison experiments with related research results.

Key words: automatic packing system, AGV, two-stage online cooperative scheduling algorithm, path planning, task assignment

中图分类号:

TP273+.5

周国诚, 陶翼飞, 何毅, 李立山, 吴佳兴. 自动装箱系统中多AGV在线调度问题研究^*[J]. 现代制造工程, 2025, 533(2): 17-25.

ZHOU Guocheng, TAO Yifei, HE Yi, LI Lishan, WU Jiaxing. Research on the online scheduling problem of multi-AGVs in automatic packing system[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2025, 533(2): 17-25.

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自动装箱系统中多AGV在线调度问题研究^*

Research on the online scheduling problem of multi-AGVs in automatic packing system

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