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面向多运输任务的节能单负载AGV路径规划研究

李俊兰 张中伟 吴立辉 武照云

李俊兰, 张中伟, 吴立辉, 武照云. 面向多运输任务的节能单负载AGV路径规划研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (3): 62-67. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.010
引用本文: 李俊兰, 张中伟, 吴立辉, 武照云. 面向多运输任务的节能单负载AGV路径规划研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (3): 62-67. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.010
LI Junlan, ZHANG Zhongwei, WU Lihui, WU Zhaoyun. Energy-efficient path planning for a single-load AGV executing multiple transport tasks[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (3): 62-67. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.010
Citation: LI Junlan, ZHANG Zhongwei, WU Lihui, WU Zhaoyun. Energy-efficient path planning for a single-load AGV executing multiple transport tasks[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (3): 62-67. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.010

面向多运输任务的节能单负载AGV路径规划研究

doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.010
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 U1704156

河南省科技攻关计划资助项目 212102210357

河南工业大学高层次人才科研基金资助项目 2017BS014

详细信息
    作者简介:

    李俊兰, 女, 1988年生, 硕士, 助理实验师, 研究方向为智能制造。E-mail: civeljl@163.com

    通讯作者:

    张中伟, 男, 1987年生, 博士, 副教授, 研究方向为智能制造及可持续制造。E-mail: EEW-man@haut.edu.cn

  • 中图分类号: TH166, TH186

Energy-efficient path planning for a single-load AGV executing multiple transport tasks

  • 摘要: 节能路径规划已被证明是提高自动导引运输车(automated guided vehicle, AGV)使用过程能效, 促进生产车间节能的一种可行方法。目前从路径规划角度开展的AGV能耗优化研究主要面向单项运输任务, 很少涉及多项运输任务。为此, 以单负载AGV为研究对象, 建立了面向多运输任务, 以运输距离和能耗为优化目标的节能AGV路径规划模型, 进而提出了一种两阶段模型求解方法: 阶段1针对各运输任务关联的负载运输阶段和可能的空载运输阶段进行节能路径规划, 搜索其最优运输路径; 阶段2利用非支配排序遗传算法确定最佳的运输任务执行顺序和各运输阶段的最佳运输路径。最后, 案例研究验证了模型节能效果。

     

  • 图  1  两阶段EAPP模型求解方法流程图

    图  2  个体编码示例

    图  3  交叉算子操作示例

    图  4  车间运输网络拓扑地图[7]

    图  5  完成全部运输任务的最优节能运输路径的目标值

    图  6  两种情形下获得的运输能耗最低的规划路径对比

    表  1  运输任务信息

    任务序号 起始节点 目标节点 工件重量/kg
    1 25 35 30
    2 25 35 35
    3 9 32 30
    4 8 20 40
    5 18 28 35
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    表  2  AGV执行各运输任务的最优节能路径

    任务序号 路径序号 路径 优化目标
    D/m Etotal/kJ
    1 1 25→17→16→15→14→13→12→11→19→18→26→35 86.4 5.893 7
    2 25→17→16→15→14→13→12→11→19→27→26→35 86.4 5.893 7
    3 25→34→48→47→46→45→44→43→35 91.2 5.774 7
    2 1 25→17→16→15→14→13→12→11→19→18→26→35 86.4 6.069 4
    2 25→17→16→15→14→13→12→11→19→27→26→35 86.4 6.069 4
    3 25→34→48→47→46→45→44→43→35 91.2 6.000 1
    3 1 9→10→11→12→13→21→32 43 3.017 5
    2 9→18→26→27→30→31→32 43 3.017 5
    3 9→18→19→27→30→31→32 43 3.017 5
    4 1 8→16→15→23→22→21→20 40.2 3.035 2
    2 8→16→15→14→13→21→20 40.2 3.035 2
    5 1 18→19→11→12→13→14→15→23→28 55.6 4.004 1
    下载: 导出CSV

    表  3  NSGA-Ⅱ参数设置

    种群规模 最大迭代次数 交叉概率 变异概率 锦标赛规模
    50 300 0.85 0.15 2
    下载: 导出CSV

    表  4  MOPSO参数设置

    种群规模 最大迭代次数 认知加速度系数 社会加速度系数 惯性权重
    下界 上界
    50 300 2 2 0.2 0.9
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-15
  • 网络出版日期:  2022-03-12

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