智能RGV的動態調度策略研究

摘 要：本文研究的是在固定班次時間內，提高加工系統總體工作效率的智能RGV動態調動策略問題。 分析智能加工系統的工作原理以及工作過程中RGV和各CNC可能出現的狀態，得出加工系統的工作流程是循環過程，RGV循環對各CNC進行操作。分析影響加工系統工作效率的因素，根據班次時間內所有CNC等待RGV的時間總和越小，系統工作效率越大的特點，建立0-1規劃模型，編程求得各組參數下CNC總最短等待時間的RGV循環操作線路，進而求得各組參數下系統的作業效率。

關鍵詞：循環操作；等待時間；0-1規劃

一、循環路徑的分析

從題目中可知，一共有八臺CNC，每個CNC對料的加工時間是相同的。要想工作效率高，那就要保證CNC的等待時間最少。智能加工系統通電啟動以后，8個CNC都處于空閑狀態，此時它們都會發出上料需求信號，可以人為調度CNC發出第一次需求信號的順序，以達到減少原始工作方式里CNC等待時間的目的。

在這里將用圖2表示，如下：

圖2 原始工作方式工作流程圖

完成CNC8的操作之后，RGV不會提前移動到最先發出需求信號的CNC1處，而是停留在CNC8的正前方，等接到需求信號再移動到CNC1處進行操作。CNC1在發出需求信號時候不能立即操作，就會出現等待時間，系統的工作效率會降低，那么針對這一問題，要減少CNC1也就是第1個發出第二次需求信號的CNC的等待時間，可以讓RGV剛好停留在這個CNC的正前方，也就是說第1個發出第一次需求信號的CNC與第8個發出第一次需求信號的CNC為一對CNC，此時CNC1一發出信號就能立刻接收到反應，那么CNC1的等待時間就是0。

假設CNC2為最開始第一個發出需求信號的機器，CNC1為最后一個。很明顯此時CNC2發出第二次需求信號時立刻能得到回應，進行上下料等一系列操作，類似于第一次工作一樣，又開始一個新的循環。按照這種工作流程進行多次循環，一直到班次結束。具體是哪個CNC 作為第一個發出第一次需求信號的機器，還需要用模型進行求解。但毋庸置疑的是第一個與最后一個肯定是一對CNC。

二、建立數學模型

其中n為循環中的CNC數量， εmi為0-1變量， ，A1 ，A2 是確定的， tMij是已知的 n×n的時間矩陣。 根據時間情況的上下料所需時間tui、清洗作業時間tc 、從CNCi正前方移動到CNC j正前方所需要的時間為 tMij和加工物料所需的時間 tw的具體數值，以求出一個循環流程里面CNC的最優操作順序。

三、總結

工廠的物料加工可以在任意一臺CNC上完成，對RGV進行動態調度的目的是提高其工作效率.那么每一個CNC在工作時間內，每兩次加料的時間間隔越短，即它的等待時間越短，加工的時間越多，效率也就越高.根據任意兩個CNC之間的距離，得到距離矩陣.求出每個CNC等待的時間，建立優化模型，目標函數為所有CNC的等待時間之和，利用最小等待時間的約束可解出RGV對CNC的操作順序即調度策略.利用數學模型可以有效的解出合適的調度策略

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作者簡介：

孫健文，出生年月：1997年11月，性別：男，名族：漢 籍貫：安徽省天長市，當前職務：學生，當前職稱：無，學歷：大學本科，研究方向：電氣工程.