AGV及其調(diào)度問題 | 未來的機(jī)器人

時(shí)間：2020-08-06作者：未來機(jī)器人（深圳）有限公司瀏覽：486

 1.1什么是AGV？
  
 AGV的國(guó)家定義是： AGVAutomated引導(dǎo)車：配備電磁或光學(xué)等自動(dòng)引導(dǎo)裝置，由計(jì)算機(jī)控制，具有輪式移動(dòng)，獨(dú)立電源或電源轉(zhuǎn)換裝置，以及能夠沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑自動(dòng)行進(jìn)
工具，通常具有多種功能，如安全保護(hù)，轉(zhuǎn)移等。一般來說，AGV是一種用于運(yùn)輸?shù)囊苿?dòng)機(jī)器人。它是一個(gè)將貨物從A運(yùn)輸?shù)紹的搬運(yùn)工。因此，AGV的大部分研究都包含在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域。  
 
 1.2什么是AGV派遣系統(tǒng)？
  
 AGV調(diào)度系統(tǒng)是：上層任務(wù)調(diào)度，車輛管理和交通管理的控制軟件控制系統(tǒng)。 


在深入探討之前，為了便于理解，首先要弄清楚基本概念的含義。 
 Dispatch Dispatch：分配一個(gè)AGV來執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)。
Schedule：將一批運(yùn)輸任務(wù)分配給一組AGV以供執(zhí)行。 
Route：生成*AGV的所有路徑以完成其分配的任務(wù)。在機(jī)器人領(lǐng)域，路徑被翻譯為路徑;在AGV領(lǐng)域，路線通常用于表示類似的概念，被轉(zhuǎn)換成路線，軌道，其通常表示固定的，不經(jīng)常改變的路徑。路徑只能用作名詞，路徑也可以用作動(dòng)詞，表示路徑分配給單獨(dú)查看AGV的工作并不復(fù)雜。

例如，當(dāng)機(jī)床用于加工零件時(shí)，通過上部MES控制系統(tǒng)向AGV調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求命令，后者調(diào)度AGV將原材料從倉庫運(yùn)輸?shù)綑C(jī)床。此過程可以稱為任務(wù)作業(yè)，任務(wù)是在一對(duì)工作場(chǎng)所之間移動(dòng)。在這個(gè)例子中，機(jī)器只詢問我需要在什么時(shí)間處理哪些部分。至于哪個(gè)AGV運(yùn)輸部件和材料，AGV應(yīng)該移動(dòng)哪條路線，這些是調(diào)度系統(tǒng)的任務(wù)。一旦調(diào)度系統(tǒng)為AGV*了路徑，AGV上的車載控制器將根據(jù)指令完成特定的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，例如速度保持多少，車輪在遇到交叉路口時(shí)如何轉(zhuǎn)彎，等等。因此，在一個(gè)完整的大型系統(tǒng)中，AGV調(diào)度系統(tǒng)位于上部控制系統(tǒng)和下部控制系統(tǒng)的中間，它充當(dāng)管家。但是對(duì)于多個(gè)AGV，調(diào)度問題變得非常困難，AGV越多，越困難。因此，調(diào)度系統(tǒng)已成為AGV行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，可以調(diào)度的AGV數(shù)量也是判斷調(diào)度系統(tǒng)是否強(qiáng)大的重要指標(biāo)。雖然有很多企業(yè)從事AGV行業(yè)，但自主調(diào)度系統(tǒng)的企業(yè)并不多，只有少數(shù)企業(yè)可以優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)并較多使用AGV系統(tǒng)有效率的。如果他們站在AGV制造商的位置，他們沒有太多動(dòng)力使調(diào)度系統(tǒng)非常有效，因?yàn)樘岣哒{(diào)度效率會(huì)減少AGV輸入量，這意味著銷售的AGV較少。
  
對(duì)于AGV調(diào)度系統(tǒng)軟件的實(shí)際應(yīng)用，其功能通常非常豐富，一般包括：任務(wù)管理，車輛狀態(tài)監(jiān)控，路徑規(guī)劃，地圖編輯，數(shù)據(jù)庫查詢等。   
 

1.3 AGV調(diào)度問題

大多數(shù)人不一定了解調(diào)度的方法和細(xì)節(jié)，但他們或多或少有直觀的看法。如果你在火車站或機(jī)場(chǎng)看這篇文章，你會(huì)遇到兩個(gè)調(diào)度過程：需要安排大量的火車和飛機(jī)，而你的計(jì)算機(jī)中的操作系統(tǒng)也安排了大量的任務(wù)。當(dāng)許多事件同時(shí)發(fā)生，并且存在競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，您需要安排。如果只發(fā)生一個(gè)事件，那么所有資源都由此事件支配。火車可以在任何鐵路上行駛。我們不需要安排;如果多個(gè)事件同時(shí)發(fā)生，但美國(guó)的火車和中國(guó)的火車沒有競(jìng)爭(zhēng)，我們也沒有必要安排，因?yàn)樗鼈儧]有沖突。 
首先，我們應(yīng)該能夠判斷問題是否是一個(gè)調(diào)度問題。假設(shè)只有一個(gè)AGV在工廠中工作，則調(diào)度問題退化為簡(jiǎn)單的路徑規(guī)劃問題。 
因?yàn)闆]有必要考慮將任務(wù)分配給哪個(gè)AGV的問題，所以不需要考慮誰將首先在交叉點(diǎn)進(jìn)行的問題。因此，調(diào)度問題的前提是多個(gè)AGV共享路徑網(wǎng)絡(luò)，換句話說，AGV之間存在資源爭(zhēng)用。就像路上的車輛一樣，每個(gè)人都想開得多快，如果每個(gè)司機(jī)只考慮自己并且不考慮另一方，那么后果可能是沒有人想要卡住。因此，個(gè)人對(duì)本地較優(yōu)解決方案的追求已成為整體情況的較差解決方案，因此調(diào)度是必要的，有時(shí)候交通信號(hào)燈和交警會(huì)起到一定的調(diào)度作用。
在大多數(shù)情況下，調(diào)度系統(tǒng)需要協(xié)調(diào)所有AGV的行為。它不是某些AGV的較佳解決方案。當(dāng)然，它有能力這樣做，但整體優(yōu)化。我們可以想象我們是否可以使用調(diào)度軟件來安排城市中的所有車輛，以便整體解決方案是較佳的，例如，所有人消耗的汽油是較少組合的。這個(gè)較優(yōu)的解決方案必須存在，但實(shí)際上幾乎不可能解決，因?yàn)橛袃蓚€(gè)困難。首先，調(diào)度系統(tǒng)必須掌握大量的信息，比如從家里開到三點(diǎn)或八點(diǎn)的單位，趙四點(diǎn)和九點(diǎn)開車去送孩子，王武的燃料不夠，他需要在中間加油等等。較難的是信息被改變了。例如，張三的開著并停下來阻擋道路。*二個(gè)問題是調(diào)度問題的復(fù)雜性隨著參與者的數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)。如果只有幾十輛汽車，目前的算法和計(jì)算機(jī)硬件仍然可以解決。如果你想要處理成千上萬的汽車，恐怕只有上帝才能做到。缺乏信息和維度的是調(diào)度問題面臨的主要困難。 

因?yàn)檎{(diào)度問題非常復(fù)雜，大多數(shù)時(shí)候我們只能撤退以尋找過去類似的較佳解決方案，這是現(xiàn)實(shí)生活中每個(gè)交叉路口交通信號(hào)燈閃爍的邏輯。將來，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)將獨(dú)立開發(fā)AGV工業(yè)車輛無人駕駛技術(shù)10年，可實(shí)現(xiàn)**，多車輛調(diào)度，自動(dòng)避障，路徑規(guī)劃等功能。未來機(jī)器人團(tuán)隊(duì)10年*AGV工業(yè)車輛無人駕駛技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無人搬運(yùn)、多車調(diào)度、自動(dòng)避障、路徑規(guī)劃等功能。


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