本篇文章主要探讨了在智能加工系统中,基于动态规划的RGV调度策略研究。以下是文章中涉及的主要知识点:
### 背景知识与问题提出
- **轨道自动导引车(RGV):** RGV是一种无人驾驶的智能车,能够在固定轨道上自动控制移动方向和距离,通常用于自动化物流系统和自动化仓库。其特点是速度快、可靠性高、成本低,能够有效降低人工工作量,并提高劳动生产率。
- **智能加工系统:** 由计算机数控机床(CNC)、RGV、直线轨道、上料传送带、下料传送带等组成。CNC用于物料加工,RGV负责物料的运输,系统通过自动化控制以提高效率。
- **问题提出:** 在智能加工系统中,由于物料加工与RGV调度的协同作业,需要对RGV进行动态调度,以最大化加工物料的效率。
### RGV动态调度模型
- **模型构建:** 针对不同情境,建立基于动态规划的RGV调度模型,用以确定CNC的上下料次序。
- **问题一:** 对于八台CNC完成同一工序的情况,模型简化为有向图路径优化问题,并通过动态规划转化多阶段路径选择问题为单阶段问题求解。
- **问题二:** 对于八台CNC完成不同工序的情况,构建分区的双层优先级调度模型,以优化负荷平衡调度。
- **问题三:** 当CNC发生故障时,建立故障调度模型,将故障信息作为信号反馈至RGV调度,并在故障排除后尽快恢复运输任务。
### 动态规划与路径优化
- **动态规划思想:** 利用动态规划原理,通过状态转移方程将复杂问题分解为简单子问题,迭代求解最优策略。
- **路径优化:** 在保证RGV动态调度合理性的基础上,优化路径选择,以缩短移动时间和等待时间。
### 研究现状
- **自动化立体仓库(AS/RS):** 现代化存储设备,其输送系统的效率是整个系统效率的瓶颈。
- **调度策略研究:** 提及了基于TS算法、实时导读、故障调度以及基于遗传算法的调度模型和算法,这些研究对本文提出的动态规划模型有所借鉴。
### 模型的验证与分析
- **模型验证:** 利用系统作业参数的三组数据对调度模型进行验证,分析模型的适应性和作业效率。
- **实用性与有效性分析:** 对所构建调度模型的实用性和算法的有效性进行分析,以确保调度策略的高效和智能加工系统作业效率的提升。
通过上述知识点,我们可以了解到动态规划在解决自动化智能加工系统中RGV调度问题的有效性,以及在实际应用中如何建立和优化调度模型。动态规划方法被用来简化复杂的多阶段决策问题,并通过迭代过程求得最优策略,以应对生产过程中的不同场景,包括正常运作和可能发生的故障情况。通过实际数据分析,验证了所提出的动态规划模型在智能RGV调度中的优越性和实用性。