智能 RGV 的动态调度策略

李文涛 刘佳明 尚振中

华北理工大学

摘要：针对智能 RGV 系统一道工序的物料加工作业情况，首先，RGV根据距离就近原则选择下一操作的CNC。在 RGV 对所有 CNC 完成一次上料操作后，不断进行上下料、清洗作业的循环操作。考虑到物料加工时间，我们选择离 RGV 最近的 CNC 作为下一个上料对象。模型反复按顺序进行操作，直到时间达到 8 小时。代入各组数据计算，得到相应的RGV动态调度模型和相应的求解算法。

关键词：RGV动态调度 全局搜索 工作时间均衡度

一、背景介绍

一个智能加工系统的示意，由 8 台计算机数控机床、1 辆轨道式自动引导车、1 条 RGV 直线轨道、1 条上料传送带、1 条下料传送带等附属设备组成。RGV 是一种无人驾驶、能在固定轨道上自由运行的智能车。它根据指令能自动控制移动方向和距离，并自带一个机械手臂、两只机械手爪和物料清洗槽，能够完成上下料及清洗物料等作业任务。

2. 任务复述与情况分析

任务复述：对一般问题进行研究，给出 RGV 动态调度模型和相应的求解算法。

情况分析：要求对只加工一道工序的情况进行一般性研究。以 8 小时内加工出最多物料为目标，我们给出了以下一道工序 RGV 动态调度模型。考虑到 RGV 移动的时间远小于物料加工时间，我们选择离 RGV 最近的 CNC 作为下一个上料对象。模型中反复按顺序进行以下操作，直到时间达到 8 小时：

1.等待直到 RGV 空闲且至少一个 CNC 空闲

2.使 RGV 移动到距 RGV 当前位置最近的空闲 CNC 处

3.对该 CNC 进行上下料操作，若有熟料则还需进行清洗作业

三、问题求解

针对于智能加工系统来说每班次工作共存在两种状态：启动阶段和稳定阶段。启动阶段：即开始有 CNC 处于空闲状态的阶段，当所有 CNC 都有处于加工过程时，这一阶段结束，在这一阶段，RGV 不存在等待和清洗操作，CNC 只有空闲和正在加工中两个状态。

稳定阶段：即所有 CNC 都开始工作后的情况，在这一阶段 CNC 有正在加工中，成熟等待，正在上下料三个状态；RGV 有等待、移动、上下料、清洗作业四种状态。

四、理性模型建立

：表示CNC#i 所处的位置

时刻 RGV 所处的位置，

初始状态：

◆ 启动阶段

由题目中所给的三组数据可知，当将8个CNC都放上生料后最先放的那个生料还未成熟，在启动阶段RGV仅进行上料和移动两种操作，我们可以规定对CNC的上料顺序，如下几种：

RGV 仅进行上下料，移动两个操作，CNC 仅有空闲和加工中两个操作，从第一个位置开始顺次上下料

CNC#i 上料开始时间

◆ 稳定阶段

此时 RGV等待、移动、上下料、清洗操作作为一个操作阶段，用 表示， 表示第i个阶段第j个操作开始的时间。从智能加工系统进入稳定状态后对操作阶段开始计数。

图1理性模型中情况一稳定阶段操作流程

开始时间 ，开始 RGV 所在位置

◆ 稳定阶段

当系统进入稳定状态，RGV 第i -1次完成清洗状态后

已有多个 CNC 发出了请求，则根据各 CNC 与 RGV 当时的相对位置，采取就近原则为 CNC 上料。

：表示第i个操作阶段开始前，CNC#k上的物料加工时间；

：表示第i个操作阶段开始时，CNC#k最近的上料开始时间。

当 时， 最小

1.没有收到CNC发出的上料请求，则RGV进入等待状态，当某个CNC发出请求后，RGV向该CNC移动。

表示第i个操作阶段开始时，CNC#K距离成熟的时间。

2.在确定了第 i 阶段操作对象 CNC# 之后，第 i 个操作阶段各个操作的开时间如下：

等待开始时间： 其中

移动开始时间：

其中

上下料开始时间：

当 时，结束，否则继续；

清洗作业开始时间：

在第i+1个阶段开始时RGV的位置 当作业结束后我们得到

CNC#i加工完成的数目：

CNC#i的工作总时间：

参考文献

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