基于时间窗的拖挂式多AGV系统动态路径优化研究

随着“中国制造 2025”计划的提出，越来越多的制造企业致力于实现制造过程的自动化和智能化。生产的自动化离不开物料的自动配送，自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，简称 AGV)系统正在逐渐取代人力和传送带等传统配送方式。随着多品种小批量订单的日益增加，单 AGV 运送系统已不能满足生产需要，多 AGV 系统在提高生产效率、实现信息化等方面表现出更大的优势。目前，国内已经基本掌握 AGV 的模块化生产制造技术，但对于多 AGV 系统在运行中的任务调度和路径规划还没有形成完整体系。AGV 系统的采购成本较高，使用不合理就会带来巨大浪费，特别是在不同的调度和规划方案下，其运输效率和使用成本也会出现很大差异。因此，多 AGV 系统的路径优化问题已成为企业和学术界关注的焦点。

本文研究的是拖挂式多 AGV 系统的动态路径规划问题。首先，在研究国内外研究现状的基础上，对比分析了不同多 AGV 系统的冲突类型、常用规划算法以及任务调度方式。通过对不同算法的比较，最终选择 Dijkstra 算法作为单车路径规划算法；其次，以总行驶路径最短为目标建立数学模型，提出基于时间窗的多 AGV 无碰撞路径规划的一般求解算法。在深入研究传统单车规划及冲突解决顺序算法的不足之处后，建立了规划路径与解决路径冲突共变的时间窗改进算法。利用 VC++软件进行实验，结果表明，改进算法减少了路径规划的距离，提高了任务的准时送达率。最后，将该算法应用于 C 企业 OSIS 车间的物料配送中，通过改善前后的数据对比，可以确定，该方法在实际生产中可行，具有一定的应用价值。

本文的成果可以为同领域的研究提供理论基础和数据支持，同时，也可以为制造企业的实际生产应用提供参考。