基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括多智能體制造車間，所述多智能體制造車間包括物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)中車間智能體隨工件的移動(dòng)而變化，工件的加工由物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)協(xié)作完成，解決了離散制造中調(diào)度過于集中，中央調(diào)度器過于繁忙的問題，提高了調(diào)度效率，提高了制造系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

Mobile multi-agent real-time scheduling system and method based on Intelligent workshop

The invention discloses a mobile intelligent workshop multi-agent real-time scheduling system and method based on the multi-agent system, including the manufacturing workshop, including material storage system, material transportation system, material processing system and communication system of the multi agent manufacturing workshop. The intelligent workshop in the invention body varies with the movement of the workpiece, the workpiece processing is completed by the material storage system, material transportation system, material processing system and communication system collaboration, solve the scheduling of discrete manufacturing in the central scheduler is too concentrated, too busy, improves the scheduling efficiency and improve the stability and scalability of manufacturing system of.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)及方法
本專利技術(shù)涉及智能制造系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的以生產(chǎn)者為主導(dǎo)的生產(chǎn)模式已經(jīng)滿足不了消費(fèi)者越來(lái)越個(gè)性化的需求。因此，一種能夠滿足消費(fèi)者個(gè)性化消費(fèi)需求的、能夠快速整合生產(chǎn)資源的新型生產(chǎn)模式，是未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方向，那就是小批量、多品種的混線生產(chǎn)模式。這種混線生產(chǎn)模式對(duì)制造系統(tǒng)有更高的要求，傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)已不在能滿足這種生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)主要有集中式控制和分布式控制兩種控制模式。集中式控制方式的控制過于集中于一個(gè)設(shè)備上，可靠性差；而分布式控制方式中調(diào)度過于集中，中央調(diào)度器過于繁忙，調(diào)度效率低，制造系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于通過一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)及方法，來(lái)解決以上
技術(shù)介紹
部分提到的問題。為達(dá)此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，其包括多智能體制造車間，所述多智能體制造車間包括物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)；所述物料存儲(chǔ)系統(tǒng)包括但不限于原料庫(kù)、成品庫(kù)及工件RFID信息讀寫器；所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)包括但不限于AGV、工業(yè)機(jī)器人；所述物料加工系統(tǒng)包括但不限于數(shù)控加工設(shè)備、測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)；所述通訊系統(tǒng)采用無(wú)線通訊。特別地，所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)中的AGV能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)自身電量并主動(dòng)尋找充電站點(diǎn)進(jìn)行充電。本專利技術(shù)還公開了一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其包括如下步驟：S101、通過智能終端中的APP發(fā)送訂單信息給上位機(jī)，上位機(jī)將訂單信息發(fā)送給物料存儲(chǔ)系統(tǒng)；S102、物料存儲(chǔ)系統(tǒng)將訂單信息寫入到待加工工件RFID信息中，此時(shí)物料存儲(chǔ)系統(tǒng)成為智能體，向物料運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸指令；S103、物料運(yùn)輸系統(tǒng)接到所述運(yùn)輸指令后，由AGV運(yùn)輸工件，AGV讀取工件的RFID信息，此時(shí)AGV成為智能體，向物料加工系統(tǒng)發(fā)送加工指令；S104、物料加工系統(tǒng)讀取工件RFID信息，完成相應(yīng)工序，此時(shí)物料加工系統(tǒng)成為智能體，向物料運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸指令；S105、物料運(yùn)輸系統(tǒng)的AGV讀取工件RFID信息，如果已加工完成，則歸庫(kù)，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S103和步驟S105。特別地，所述智能終端選用手機(jī)；所述上位機(jī)選用PC機(jī)。本專利技術(shù)提出的基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)及方法中信息流跟隨工件的移動(dòng)而流動(dòng)，車間智能體隨工件的移動(dòng)而變化，工件的加工由物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)協(xié)作完成，解決了離散制造中調(diào)度過于集中，中央調(diào)度器過于繁忙的問題，提高了調(diào)度效率，提高了制造系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。本專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)集中式控制和分布式控制存在的相對(duì)應(yīng)問題，降低生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，解決了集中式控制方式的控制過于集中于一個(gè)設(shè)備上的問題，同時(shí)提高了分布式控制的效率。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)示意圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度方法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本專利技術(shù)，而非對(duì)本專利技術(shù)的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術(shù)相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本專利技術(shù)的
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例，不是旨在于限制本專利技術(shù)。本實(shí)施例中基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)具體包括多智能體制造車間，所述多智能體制造車間包括物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。所述物料存儲(chǔ)系統(tǒng)包括但不限于原料庫(kù)、成品庫(kù)及工件RFID信息讀寫器；所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)包括但不限于AGV、工業(yè)機(jī)器人；所述物料加工系統(tǒng)包括但不限于數(shù)控加工設(shè)備、測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)；所述通訊系統(tǒng)采用無(wú)線通訊。所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)中的AGV能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)自身電量并主動(dòng)尋找充電站點(diǎn)進(jìn)行充電。本實(shí)施例中物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)中任一單元均可以成為智能體；基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)的工作原理如下：一、初始化智能車間生產(chǎn)環(huán)境多智能體模型；二、激發(fā)調(diào)度觸發(fā)事件；三、加工工件所在位置智能體激活；四、由當(dāng)前智能體選擇工件下一目的地，等待選擇完成，凍結(jié)當(dāng)前智能體；五、判斷是否加工完成；若滿足條件，則調(diào)度結(jié)束；否則循環(huán)執(zhí)行步驟三至五。具體的，如圖1所示，在實(shí)際應(yīng)用中所述物料存儲(chǔ)系統(tǒng)包括自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)單元，自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)單元包括原料庫(kù)、成品庫(kù)及機(jī)械手；所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)包括AGV1和AGV2；所述物料加工系統(tǒng)包括加工單元1、加工單元2、加工單元3、加工單元4；所述加工單元1、加工單元2、加工單元3、加工單元4包括緩沖區(qū)、機(jī)械手及加工區(qū)；所述通訊系統(tǒng)采用Wi-Fi實(shí)現(xiàn)手機(jī)、上位機(jī)、倉(cāng)庫(kù)、AGV和各加工單元之間的相互通信。如圖2所示，本實(shí)施例中基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度方法具體包括如下步驟：S101、通過智能終端中的APP發(fā)送訂單信息給上位機(jī)，上位機(jī)將訂單信息發(fā)送給物料存儲(chǔ)系統(tǒng)。在本實(shí)施例中所述智能終端采用手機(jī)，所述上位機(jī)采用PC機(jī)(個(gè)人電腦)。手機(jī)APP發(fā)送訂單信息給PC機(jī)，PC機(jī)將訂單信息發(fā)送給物料存儲(chǔ)系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)。S102、物料存儲(chǔ)系統(tǒng)將訂單信息寫入到待加工工件RFID信息中，此時(shí)物料存儲(chǔ)系統(tǒng)成為智能體，向物料運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸指令。具體包括：S1021、倉(cāng)庫(kù)將訂單信息寫入工件RFID信息中；S1022、倉(cāng)庫(kù)向物料運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸指令；S1023、物料運(yùn)輸系統(tǒng)中的AGV1和AGV2反饋?zhàn)陨淼奈恢脿顟B(tài)信息；S1024、根據(jù)AGV1和AGV2反饋?zhàn)陨淼奈恢脿顟B(tài)信息決定由哪一臺(tái)AGV運(yùn)輸，在本實(shí)施中假設(shè)由AGV1運(yùn)輸。S103、AGV1讀取工件的RFID信息，此時(shí)AGV1成為智能體，向物料加工系統(tǒng)發(fā)送加工指令。具體包括：S1031、AGV1向加工單元發(fā)送加工指令；S1032、加工單元反饋加工狀態(tài)信息；S1033、根據(jù)加工單元1、加工單元2、加工單元3、加工單元4的相關(guān)狀態(tài)決定由哪一臺(tái)加工單元加工，在本實(shí)施中假設(shè)由加工單元1加工。S104、物料加工系統(tǒng)讀取工件RFID信息，完成相應(yīng)工序，此時(shí)物料加工系統(tǒng)成為智能體，向物料運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸指令。具體包括：S1041、加工單元1加工完成后，向物料運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)輸指令；S1042、物料運(yùn)輸系統(tǒng)中的AGV1和AGV2反饋?zhàn)陨淼奈恢脿顟B(tài)信息；S1043、根據(jù)AGV1和AGV2反饋?zhàn)陨淼奈恢脿顟B(tài)信息決定由哪一臺(tái)AGV運(yùn)輸，在本實(shí)施例中假設(shè)由AGV1運(yùn)輸。S105、物料運(yùn)輸系統(tǒng)的AGV讀取工件RFID信息，如果已加工完成，則歸庫(kù)，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S104和步驟S105。具體包括：S1051、如果加工完成，則跳轉(zhuǎn)到步驟S106；S1052、如果未加工完成，則跳轉(zhuǎn)到步驟S103，繼續(xù)執(zhí)行。S106、AGV1向倉(cāng)庫(kù)發(fā)送入庫(kù)指令，倉(cāng)庫(kù)反饋入庫(kù)信息，完成入庫(kù)，AGV回到初始位置，結(jié)束。本專利技術(shù)的技術(shù)方案中信息流跟隨工件的移動(dòng)而流動(dòng)即車間智能體隨工件的移動(dòng)而變化，工件的加工由物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)協(xié)作完成，解決了離散制造本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括多智能體制造車間，所述多智能體制造車間包括物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)；所述物料存儲(chǔ)系統(tǒng)包括但不限于原料庫(kù)、成品庫(kù)及工件RFID信息讀寫器；所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)包括但不限于AGV、工業(yè)機(jī)器人；所述物料加工系統(tǒng)包括但不限于數(shù)控加工設(shè)備、測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)；所述通訊系統(tǒng)采用無(wú)線通訊。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括多智能體制造車間，所述多智能體制造車間包括物料存儲(chǔ)系統(tǒng)、物料運(yùn)輸系統(tǒng)、物料加工系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)；所述物料存儲(chǔ)系統(tǒng)包括但不限于原料庫(kù)、成品庫(kù)及工件RFID信息讀寫器；所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)包括但不限于AGV、工業(yè)機(jī)器人；所述物料加工系統(tǒng)包括但不限于數(shù)控加工設(shè)備、測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)；所述通訊系統(tǒng)采用無(wú)線通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述物料運(yùn)輸系統(tǒng)中的AGV能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)自身電量并主動(dòng)尋找充電站點(diǎn)進(jìn)行充電。3.一種基于智能車間的流動(dòng)式多智能體實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于，包括如下步驟：S101、通過智能終端中的APP發(fā)送訂單信息給上位機(jī)，上...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐敦兵，張區(qū)委，張濤，鄭杜，許超，張澤群，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，南京航空航天大學(xué)無(wú)錫研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32