本文提出了一種改進后的倉儲調(diào)度策略算法，對多AGV系統(tǒng)進行路徑規(guī)劃，并對增加AGV運行期間的復合循環(huán)調(diào)度進行研究，結論顯示該方法能有效地提高倉儲調(diào)度系統(tǒng)與AGV系統(tǒng)的兼容性及實時調(diào)度的柔性、效率和魯棒性，對相似系統(tǒng)應用具有參考價值。

　　倉儲調(diào)度策略、優(yōu)化、復合循環(huán)、任務綁定、AGV

　　縱觀整個卷煙生產(chǎn)過程中的物流倉儲技術發(fā)展，人工作業(yè)的煙絲儲存是卷煙生產(chǎn)過程中的傳統(tǒng)儲存方式。20多年來，儲柜漸漸發(fā)展成煙絲儲存的主要方式。如今，與物流自動化技術結合的煙絲箱式儲存模式，由人工作業(yè)方式已經(jīng)開始向自動化作業(yè)方式轉(zhuǎn)變，并朝著自動化、信息化、數(shù)字化、精細化、柔性化方向發(fā)展。隨著卷煙生產(chǎn)的發(fā)展和物流自動化程度的提高，自動引導小車（Automated Guided Vehicle，AGV）已成為物流系統(tǒng)中實現(xiàn)物料運送的重要工具，多AGV調(diào)度技術也越來越受到關注。

　　目前，煙廠物流系統(tǒng)AGV調(diào)度策略大多采用的是“排隊論”。排隊論又稱隨機服務系統(tǒng)理論。在這類系統(tǒng)中，顧客到來的時間和服務所需的時間都是隨機的，都會出現(xiàn)“排隊等待”現(xiàn)象，即倉儲調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)任務生產(chǎn)的時間先后順序下發(fā)給AGV控制系統(tǒng)，AGV控制系統(tǒng)隨即調(diào)度多輛AGV完成搬運任務。由于任務之間的關聯(lián)關系及底層設備要料的急迫性并不能單純地按申請的先后順序執(zhí)行，所以如何解決這類矛盾成為煙草物流系統(tǒng)自動化AGV調(diào)度策略所關注的重要問題。

　　實際生產(chǎn)過程中，每個站臺都有相應的任務優(yōu)先級，AGV控制系統(tǒng)會根據(jù)優(yōu)先級大小，調(diào)度AGV執(zhí)行任務的先后，這在一定程度上可以緩解實際生產(chǎn)中每個要料站臺對物料要求的時間性。但是，因為無法預知每個站臺叫料的時間及此時AGV所在位置，往往會造成AGV在快要取到物料時，因為一個優(yōu)先級高的任務插入而中途改變路徑去執(zhí)行優(yōu)先級高的任務。這在兩個任務起始地址距離比較遠的情況下表現(xiàn)更甚，大大影響了整個系統(tǒng)調(diào)度AGV執(zhí)行任務的效率。

　　系統(tǒng)描述

　　本文所描述的立體倉庫主要由煙絲平庫、裝箱入庫區(qū)和翻箱出庫區(qū)組成。平庫貨位由主平庫及輔平庫組成，主平庫在倉庫的中央，輔平庫在裝翻箱區(qū)域，無貨格貨位可堆疊4個煙箱。煙箱通過裝箱系統(tǒng)堆疊，一次2垛或1垛煙箱申請入庫。裝箱系統(tǒng)向倉儲控制系統(tǒng)申請記錄煙箱RFID及申請入庫，倉儲調(diào)度系統(tǒng)響應請求后，通過建立相應任務調(diào)度AGV系統(tǒng)，AGV從裝箱入庫站臺取貨放至平庫貨位。同理，翻箱站臺通過向倉儲調(diào)度系統(tǒng)請求出庫物料，由倉儲調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度AGV系統(tǒng)，AGV從平庫貨位取貨放至翻箱出庫站臺。

　　由此可見，AGV的調(diào)度是整個倉庫輸送系統(tǒng)調(diào)度的關鍵。在大批量出入庫時，裝箱站臺及翻箱站臺同時高速工作，出入庫系統(tǒng)任務增加，煙箱流動量增大，再加上特殊情況處理，此時AGV的工作效率就成為制約整個倉庫工作效率的重要因素。如果調(diào)度不合理，各出入庫站臺和空煙箱很可能出現(xiàn)堵塞。此時如何有效調(diào)度AGV，使系統(tǒng)在運行過程中不出現(xiàn)“瓶頸”狀態(tài)，就具有非常重要的意義。

　　下文將通過對倉儲調(diào)度策略的優(yōu)化，來糾正一直以來“排隊發(fā)任務”模式造成的實際生產(chǎn)不協(xié)調(diào)，并綜合現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況及系統(tǒng)需求分析調(diào)度情況，解決長期存在的“瓶頸”狀態(tài)。

　　優(yōu)化方案

　　倉儲AGV調(diào)度策略優(yōu)化的基本思路是首先采用離線生成路徑庫，再根據(jù)實際AGV數(shù)量限定一次性倉儲調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)任務數(shù)，保證幾輛AGV的幾條任務同時按優(yōu)先級高低下發(fā)，通過路徑庫找出執(zhí)行任務與排隊任務的最短路徑并通過“綁定任務號”的方式下發(fā)以減少中途改變路徑、增加復合循環(huán)的情況。

　　通過倉儲調(diào)度系統(tǒng)先實現(xiàn)對任務的判斷、分解、細化，統(tǒng)籌安排任務的優(yōu)先級、最短路徑第一層判斷，對任務做第一層篩選。接著下發(fā)任務給AGV控制系統(tǒng)，由其完成對AGV路徑規(guī)劃、AGV避障及沖突解決、多AGV間的行為協(xié)調(diào)及信息共享等。

　　生成路徑庫

　　對倉庫現(xiàn)場做調(diào)查分析，劃分區(qū)域，對相近且不用轉(zhuǎn)彎可到達的貨位劃為一個區(qū)域（見圖1、2）。

　　限定下發(fā)AGV任務數(shù)

　　根據(jù)AGV實際可用數(shù)來控制下發(fā)任務，通過獲取AGV狀態(tài)判斷AGV是否可用。當AGV獲取任務時，將狀態(tài)改為“不可用”，同時標記任務號；當AGV完成該任務時，則將狀態(tài)修改為“可用”，同時將任務號刪除，可繼續(xù)下發(fā)任務。如圖3，有3輛車可用。

　　綁定任務號

　?。?）生成任務時，先匹配正在執(zhí)行中且小車在“取貨完成”或“開始放貨”的任務的目的地址和離即將生成任務起始地址的距離，若距離小于一定值，則綁定任務號，待被綁定任務完成時，則提高優(yōu)先級為“7”，下發(fā)任務。若被綁定任務在3分鐘內(nèi)未開始執(zhí)行，則將此任務優(yōu)先級調(diào)高為“6”，馬上執(zhí)行。

　?。?）每隔5分鐘未執(zhí)行的任務優(yōu)先級提高1，保證任務不會因過久未執(zhí)行而造成拖延。

　　任務號為“26171”的任務被任務號為“26170”任務給綁定，即使任務數(shù)才4個也不下發(fā)。當26170任務完成后（4號AGV完成），將調(diào)高優(yōu)先級為7，并下發(fā)26171任務（4號AGV執(zhí)行）。

　　結論

　　本文提出了一種基于改進后的倉儲調(diào)度策略算法，對多AGV系統(tǒng)進行了路徑規(guī)劃，并對增加AGV運行期間的復合循環(huán)調(diào)度進行了研究。該策略很好地實現(xiàn)了對現(xiàn)場信息的抽取，離線生成最優(yōu)路徑存儲在路徑表中，避免實際運行中AGV因為任務間的沖突造成中途改變路徑做無用功，增加了復合循環(huán)率，大大提高了效率。通過實際現(xiàn)場跟蹤測試，驗證了本文提出的調(diào)度策略有效提高了倉儲調(diào)度系統(tǒng)與AGV系統(tǒng)的兼容性及實時調(diào)度的柔性、效率和魯棒性，對相似系統(tǒng)應用也具有參考價值。