基于排队网络模糊控制的AVS/RS指令分配方法

摘要

随着物流产业的迅速发展，自动化立体仓库已经成为其重要组成部分，几乎遍布所有行业。由自动导引小车和升降机为存取设备的新型自动小车立体仓库系统(Autonomous Vehicle Storage and Retrieval System，AVS/RS)开始越来越被人重视。不同于以堆垛机为搬运设备的传统仓库系统，AVS/RS的区域指令分配合理与否，直接影响着区域的设备利用率和整个仓库性能，关系到仓库的经济效益，该问题已经出现在仓储部门，成为制约仓储效率的一个瓶颈。针对该问题，本文以排队论和模糊控制理论为基础，研究了旨在实现AVR/RS各区域性能均匀化的存取指令的分配方法。具体工作如下:
　　首先，建立AVS/RS仿真系统，通过仿真实验分析了指令分配合理与否对区域性能、系统性能的影响，以排队网络和模糊控制为基础，提出区域性能均匀化的指令分配总体方案。
　　其次，采纳了允许服务台故障且可修复的可修排队模型，构建了由升降机排队模型和指令排队模型组成的AVS/RS单区域两级排队模型;分析模型，给出了单区域的性能参数的计算方法。此排队模型对单区域进行了有效简化，解决了单区域性能不易计算的问题。
　　最后，设计排队网络模糊控制系统，首次提出旨在均匀化区域性能的指令分配的模糊控制方法。模糊控制器采用两级模糊控制算法，有效地简化模糊控制规则库。控制器可对每个到达指令做出最优准入决策，实现区域性能均匀化，提高系统整体性能。仿真实验验证了方法的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 自动小车存取系统的研究现状

1．3 论文主要内容与章节安排

第二章 排队论基础

2．1 两个重要的概率分布

2．2 排队论

2．3 马尔科夫链及生灭过程

2．4 GI／G／1排队模型及其分析

2．5 利特尔法则

2．6 小结

第三章 区域指令分配对系统性能的影响研究

3．1 AVS／RS仿真程序设计

3．1．1 AVS／RS的组成

3．1．2 AVS／RS主要流程设计

3．1．3 仿真程序实现

3．2 指令分配对比实验

3．3 均匀化区域性能的指令分配方案设计

3．3．1 配置有别的区域性能均匀化讨论

3．3．2 均匀化区域性能的指令分配方案

3．4 小结

第四章 单区域性能参数计算

4．1 AGV期望路径长度

4．1．1 货位间期望路径长度

4．1．2 I／O口与货位间的期望路径长度

4．2 AGV运动情景分析

4．2．1 存指令情景及出现概率

4．2．2 取指令情景及出现概率

4．3 单区域排队模型的建立

4．4 升降机排队模型分析

4．5 指令排队模型分析

4．5．1 AGV的服务时间

4．5．2 单区域M／M／n模型的建立与分析

4．6 小结

第五章 AVS／RS区域性能均匀化的指令分配方法

5．1 模糊控制基础

5．1．1 模糊控制数学基础

5．1．2 模糊控制器及设计方法

5．2 指令分配的排队网络模糊控制系统设计

5．2．1 AVS／RS的排队网络建模

5．2．2 模糊控制算法设计

5．2．3 模糊控制器的建立

5．3 用于区域性能均匀化的指令分配方法

5．3．1 均匀化指标计算

5．3．2 算法设计

5．4 小结

第六章 仿真与验证

6．1 区域排队模型分析方法验证

6．1．1 单区域模型的研究

6．1．2 案例验证

6．2 区域性能均匀化的指令分配方法检验

6．2．1 区域配置相同

6．2．2 区域配置不同

6．3 小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果