多移動機(jī)器人存取系統(tǒng)(robotic mobile fulfillment system,RMFS)是近年來物流領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一類自動存取系統(tǒng)。自尋址機(jī)器人車(autonomous vehicle,AV)之間的沖突是影響該系統(tǒng)運(yùn)作效率的主要原因。本文圍繞RMFS的機(jī)器人沖突問題,基于沖突預(yù)測探索減少沖突的多移動機(jī)器人存取系統(tǒng)調(diào)度方法,分別對RMFS的無沖突調(diào)度問題和動態(tài)調(diào)度問題展開研究,提出基于沖突預(yù)測的多移動機(jī)器人存取系統(tǒng)調(diào)度方法及評價調(diào)度方法的測試算例,最后進(jìn)行了原型系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。主要研究內(nèi)容如下:1)分析了 RMFS中AV間沖突的影響因素,包括AV操作時間、運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行路徑。將沖突分為固定障礙沖突、移動障礙沖突和動態(tài)事件沖突,提出了沖突預(yù)測方法,以事前調(diào)度代替?zhèn)鹘y(tǒng)的事后調(diào)度。建立了多移動機(jī)器人存取系統(tǒng)調(diào)度的優(yōu)化模型。2)以無沖突為目標(biāo),提出了沖突預(yù)測驅(qū)動的RMFS無沖突調(diào)度方法。利用改進(jìn)A*算法進(jìn)行路徑集規(guī)劃解決固定障礙沖突,基于模擬退火算法優(yōu)化任務(wù)順序、任務(wù)分配情況和路徑選擇,采用沖突預(yù)測方法完全避免移動障礙沖突和AV被動停車。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提方法與傳統(tǒng)事后調(diào)度方法相比...

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題背景與研究意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 調(diào)度問題研究現(xiàn)狀
        1.2.2 RMFS問題研究現(xiàn)狀
        1.2.3 RMFS無沖突調(diào)度問題研究現(xiàn)狀
        1.2.4 RMFS動態(tài)調(diào)度問題研究現(xiàn)狀
        1.2.5 數(shù)字孿生技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.6 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 論文的研究內(nèi)容
2 RMFS沖突分析與沖突預(yù)測數(shù)學(xué)模型
    2.1 RMFS工作流程分析
    2.2 AV運(yùn)行效率分析
        2.2.1 AV操作時間分析
        2.2.2 AV運(yùn)行狀態(tài)分析
        2.2.3 AV運(yùn)行路徑分析
    2.3 多AV沖突分析
        2.3.1 沖突類型
        2.3.2 沖突影響因素
    2.4 沖突預(yù)測和優(yōu)化調(diào)度
        2.4.1 沖突預(yù)測
        2.4.2 優(yōu)化調(diào)度
    2.5 調(diào)度問題數(shù)學(xué)模型
        2.5.1 符號定義
        2.5.2 假設(shè)條件
        2.5.3 數(shù)學(xué)模型
    2.6 本章小結(jié)
3 沖突預(yù)測驅(qū)動的RMFS無沖突調(diào)度問題研究
    3.1 無沖突調(diào)度思想
    3.2 雙向道布局分析
    3.3 無沖突調(diào)度問題數(shù)學(xué)模型
    3.4 雙向道無沖突調(diào)度方法
        3.4.1 路徑集規(guī)劃方法
        3.4.2 基于改進(jìn)SA的調(diào)度優(yōu)化算法
        3.4.3 基于無沖突調(diào)度方法的方案評估方法
    3.5 無沖突調(diào)度問題仿真實(shí)驗(yàn)
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計
        3.5.2 智能算法對比實(shí)驗(yàn)
        3.5.3 參數(shù)實(shí)驗(yàn)
        3.5.4 不同任務(wù)組對比實(shí)驗(yàn)
        3.5.5 小型仿真模型
    3.6 本章小結(jié)
4 沖突預(yù)測驅(qū)動的RMFS動態(tài)調(diào)度問題研究
    4.1 動態(tài)調(diào)度問題描述
        4.1.1 動態(tài)調(diào)度問題
        4.1.2 動態(tài)事件分析
    4.2 動態(tài)調(diào)度問題數(shù)學(xué)模型
    4.3 動態(tài)調(diào)度方法
        4.3.1 動態(tài)調(diào)度流程
        4.3.2 基于滾動調(diào)度的預(yù)調(diào)度方法
        4.3.3 重調(diào)度規(guī)則
    4.4 動態(tài)調(diào)度問題仿真實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計
        4.4.2 任務(wù)實(shí)時調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 緊急訂單調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        4.4.4 重調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        4.4.5 動態(tài)事件影響程度驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
5 沖突預(yù)測驅(qū)動的RMFS多AV調(diào)度測試算例研究
    5.1 測試算例分析
        5.1.1 算例布局及可擴(kuò)展性
        5.1.2 假設(shè)條件及可擴(kuò)展性
    5.2 測試算例設(shè)置
        5.2.1 算例參數(shù)設(shè)置
        5.2.2 任務(wù)組設(shè)置
    5.3 測試算例求解方法
        5.3.1 測試算例求解算法
        5.3.2 啟發(fā)式規(guī)則
    5.4 測試算例選擇方法
        5.4.1 上限和下限
        5.4.2 基于難度的選擇方法
    5.5 測試算例實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計
        5.5.2 算例實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.5.3 不同求解方法對比結(jié)果
        5.5.4 算例選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
6 RMFS原型系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)
    6.1 整體架構(gòu)
    6.2 集中式調(diào)度流程
    6.3 工作機(jī)制
        6.3.1 物理系統(tǒng)的接收指令和采集數(shù)據(jù)機(jī)制
        6.3.2 虛擬系統(tǒng)方案生成與仿真機(jī)制
        6.3.3 數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理和對比機(jī)制
    6.4 系統(tǒng)支撐服務(wù)
        6.4.1 物理系統(tǒng)支撐服務(wù)
        6.4.2 虛擬系統(tǒng)支撐服務(wù)
        6.4.3 數(shù)據(jù)中心支撐服務(wù)
    6.5 實(shí)例驗(yàn)證
        6.5.1 三維仿真模型
        6.5.2 集中式調(diào)度實(shí)驗(yàn)
        6.5.3 重調(diào)度實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論
    7.1 本文主要研究工作
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 任務(wù)組13調(diào)度方案
附錄B 測試算例
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3782890