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随机批量物料搬运的制造系统AGV配置优化

2021-02-22张惠煜陈庆新

计算机工程与应用 2021年4期
关键词:优化模型系统

张惠煜,陈庆新,毛 宁

广东工业大学 广东省计算机集成制造重点实验室,广州 510006

定制型装备制造企业生产系统属于复杂的离散制造系统,具有随机不确定性(订单到达、工序工时以及返修等不确定因素)、生产周期长、拖期现象严重以及多品种大规模在制品等特点。由于生产车间物料搬运任务十分庞大,基于AGV(Automatic Guided Vehicle)的物料搬运系统(Material Handling System)成为生产车间至关重要的组成部分。AGV的数量对系统性能的优化具有显著的影响,然而这类设备的价格昂贵,在制造系统中如何以最低的成本优化配置AGV 的类型及数量,以满足系统产能及订单交货期的需求,是系统设计阶段的关键问题[1-2]。本文考虑的AGV配置问题是一个具有双重约束的随机非线性整数规划问题,然而这些约束(系统产能和订单交货期)无法用决策变量(AGV数量)的封闭形式表达。因此,建立一个有效的性能分析模型以获得系统运行指标是求解AGV配置优化问题的基础。

AGV 的数量配置问题是AGV 系统设计及控制的主要问题之一,目前求解的主要方法可以分为两类:解析方法(基于数学理论建立数学模型进行求解计算)和仿真方法(基于仿真平台建立仿真模型进行实验计算)。由于所涉及问题的复杂性,解析方法只能获得问题的近似解,基于经验统计的仿真实验可以应用于复杂系统获得较为精确的结果,然而仿真实验需要消耗大量的时间[3-4]。文献[5]根据AGV行程需求是否已知将问题划分为确定需求模型(行程需求已知)和随机需求模型(需要估计AGV 的空载行程),并综述不同的求解方法。……

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