柔性制造系统（FMS）的AGV运行控制研究

摘要

随着信息时代的来临，生产制造己经转向以多品种、小批量为主要模式，柔性制造系统是因此而发展起来的一种自动化生产方式。合理的生产调度直接关系着柔性制造系统的产出效率和生产成本，是实现企业经济效益的必要条件。生产调度问题属于组合优化问题，难以用常规方法求解，近年来各种智能计算方法逐渐被引入到调度问题的求解当中。作为智能优化算法中的一个重要代表，遗传算法和启发式算法因其对于问题本身的弱依赖性、求解的非线性和鲁棒性、隐含并行性等特点，被广泛应用于组合优化问题的各个领域。自动导引小车(AGV)是FMS物流系统的主要组成部分，是车间生产调度的执行者。AGV是现代化制造企业物流系统的重要设备，主要用来储运各类物料，为系统柔性化、集成化、高效运行提供了重要保证，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。 本文对AGV的路径导引问题在前人单磁钉导引技术的基础上提出了双磁钉导引技术，单磁钉导引技术虽然具有结构简单使用方便的特点，但是难于独立地成为一种AGV的导引技术而只能起到定点校正的辅助导引作用，双磁钉导引技术可以使AGV的导引更准确，改进了单磁钉只能校正位移而不能纠正偏角的缺陷，而且使用时要设计或改变它的路径也比较方便。 生产调度问题涉及很多方面，AGV的运行路径寻优是其中的一个主要问题，本文分析了基于成本的AGV运行路径寻优模型的不足，建立了基于机床间工件运送距离最小化为优化目标的AGV运行路径寻优模型，提出寻优的建模方法，并提出了求解机床间工件输送次数问题的求解思路。利用遗传算法，对于柔性制造系统AGV的运行路径寻优的调度问题进行了求解，并利用不同规模的经典算例给出实例对比分析。

目录

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第1章 绪论

1.1柔性制造系统的发展历史

1.1.1柔性制造系统的产生背景

1.1.2柔性制造系统的起源与发展

1.1.3柔性制造系统的国、内外应用现状

1.2柔性制造系统的定义、类型及特点

1.2.1柔性制造系统的定义

1.2.2柔性制造系统的组成部分

1.2.3柔性制造系统的分类

1.2.4柔性制造系统的特点

1.2.5柔性制造系统的发展趋势

1.3AGV概述

1.3.1AGV技术发展

1.3.2AGV的工作原理

1.3.3AGV的分类

1.3.4AGV应用范围

1.4论文的研究意义和章节结构

1.4.1论文研究的意义

1.4.2论文的主要研究内容

第2章 FMS物料传输系统及车间调度的研究方法

2.1FMS物料传输系统的确定

2.1.1物料传输系统的种类

2.1.2选择物料传输系统时一般的策略

2.1.3与物料传输系统选择相关的因素

2.1.4物料系统的主要功能

2.2车间调度问题概述

2.2.1车间调度的含义

2.2.2FMS调度问题的特点

2.3求解FMS调度问题的方法

2.3.1数学方法

2.3.2人工智能技术

2.3.3人工神经网络

2.3.4邻域搜索技术

2.3.5模糊逻辑

2.3.6遗传算法

2.4本章小结

第3章 AGV的导引研究

3.1AGV的导引研究

3.2单磁钉测量技术的应用和特点

3.2.1单磁钉测量技术的应用

3.2.2单磁钉测量技术的特点

3.3AGV双磁钉导引技术

3.3.1双磁钉导引技术的主要构造

3.3.2双磁钉导引技术的工作原理

3.3.3双磁钉导引技术的测量计算法

3.3.4双磁钉导引技术的特性

3.4本章小结

第4章 AGV运行路径的寻优建模

4.1引言

4.2AGV运行路径寻优问题描述及建模

4.2.1AGV运行路径问题描述

4.2.2AGV运行路径寻优模型及参数描述

4.3AGV运行路径寻优模型求解的总体思路及步骤

4.3.1AGV运行路径寻优模型求解的总体思路

4.3.2AGV运行路径寻优模型求解的步骤

4.3.3AGV运行路径寻优方案评价值计算步骤

4.3.4机床在AGV运行路径寻优方案中的配置次序与机床序号映射关系的算法实现

4.3.5机床间距计算子函数调用运行步骤

4.3.6机床间工件运送次数计算子函数调用运行步骤

4.4本章小结

第5章 AGV运行路径模型的遗传算法求解

5.1AGV运行路径优化模型的概述

5.2遗传算法参数描述

5.3AGV运行路径问题基因表达方案及遗传算子选择

5.3.1AGV运行路径问题基因表达方案

5.3.2遗传算子选择及参数赋值

5.3.3AGV运行路径寻优问题遗传算法运行的主要步骤

5.4AGV运行路径寻优问题遗传算法调用的主要函数

5.4.1遗传初始化函数调用运行步骤

5.4.2遗传评价函数调用运行步骤

5.5实例分析

5.6本章小结

第6章 总结和展望

致谢

参考文献

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