區(qū)域式AGV規(guī)劃與設備布局的綜合求解方法研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金項目“柔性車間設施布局與帶裝載約束的AGV(AutomatedGuidedVehicle)路徑規(guī)劃集成優(yōu)化方法”(No.61304206)和企業(yè)的實際需求。設備布局和物料運送是柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem，FMS）的兩個重要問題，得到企業(yè)界和廣大研究者的重視和關注，但目前將二者集成優(yōu)化的研究還相對較少。本文以柔性制造車間為研究背景，研究其設備布局和AGV路徑規(guī)劃二者集成

2、優(yōu)化問題，其目的是進一步降低制造成本和縮短生產周期。
　　本文在國家自然科學基金的資助下，以廈門B公司的二期柔性車間布局和路徑規(guī)劃項目作為工程背景，研究了柔性車間中的路徑規(guī)劃和設備布局重要問題，對區(qū)域式AGV系統(tǒng)進行了數學建模，并給出求解策略。在實現上采用禁忌搜索算法分別求解，并針對兩者的耦合關系進行了研究，給出系列方法和步驟綜合求解路徑規(guī)劃和設備布局問題。本文的主要工作可以總結為以下方面:
　　(1)分析柔性車間的路徑規(guī)劃

3、和設備布局耦合問題，采用區(qū)域式AGV系統(tǒng)來解決路徑規(guī)劃和設備布局，并針對區(qū)域式AGV系統(tǒng)進行了數學建模，為系統(tǒng)中跨環(huán)負載量和流量及內環(huán)的負載量和流量提供了求解策略。
　　(2)研究和分析了柔性車間的車間布局問題，針對柔性車間中環(huán)形布局問題提出了采用禁忌搜索算法進行求解，并采用該求解方法對Nearchou提出的4種不同規(guī)模的環(huán)形布局算例進行求解，數字仿真實驗結果驗證了本文方法的求解能力。
　　(3)研究和分析了柔性車間中區(qū)域式

4、AGV系統(tǒng)的路徑規(guī)劃問題。以最近距離為主線對車間的設備進行分區(qū)，提出順序連接方法對分區(qū)后的設備設置運輸路徑，使得內環(huán)路徑最短。為了解決各個回路間的物料運輸，本文對各個回路設置一個中轉站，并采用禁忌搜索算法獲取各個回路的最佳中轉站，并采用順序連接方法連接各個中轉站，從而形成外環(huán)回路，使得外環(huán)回路最短。最后針對求解方案提出改進方法以便獲取更好的設計方案。通過數據實例分析驗證該方法的求解能力。
　　(4)研究和分析柔性車間中路徑規(guī)劃和設

5、備布局耦合關系，提出了綜合求解方法。采用禁忌搜索算法對設備進行分群，獲取最優(yōu)分群解。對分群后的各回路的設備布局采用禁忌搜索算法進行求解，其目標是減少環(huán)內總流量。將回路間跨環(huán)流量最大的回路放置在一起，以減少跨環(huán)流量，從而將回路布置到車間，同時連接各個回路中轉站形成運轉中心以解決環(huán)間運輸。通過廈門B公司的車間規(guī)劃布局作為算例進行求解，求解結果驗證了算法的求解能力。
　　本文針對柔性車間中路徑規(guī)劃和車間布局的重要問題，研究柔性制造車間A