自動化立體倉庫中的一軌雙車調(diào)度策略研究

自動化立體倉庫中的一軌雙車調(diào)度策略研究

0立體倉庫物流模式隨著自動立體倉庫的快速發(fā)展，設(shè)備技術(shù)的不斷改進(jìn)和各種設(shè)備規(guī)劃策略的制定都發(fā)生了變化。本文所述為卷煙生產(chǎn)工藝中濾棒庫立體倉庫,該倉庫采用“輸送機(jī)+堆垛機(jī)”的物流模式。本文主要介紹了一軌雙車在自動化立體倉庫的特殊性,并針對現(xiàn)場結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì),研究合理的調(diào)度算法,結(jié)合策略設(shè)置方法來優(yōu)化調(diào)度算法,最終有效的提高了出入庫效率。1企業(yè)流程介紹1.1干預(yù)盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用牛腿式貨架,2行56列10層,實(shí)際共937貨位,總高為7.18米。如圖1所示。1.2堆垛機(jī)可進(jìn)出高架庫濾棒加工成型后,經(jīng)過裝盤機(jī)裝入濾棒盒,之后通過輸送機(jī)輸送并由RFID無線射頻識別系統(tǒng)寫入濾棒的生產(chǎn)機(jī)組號、牌號、批次號和生產(chǎn)日期等信息,在入庫站臺堆積成一組后由堆垛機(jī)存入高架庫。濾棒出庫時(shí),首先由下位機(jī)臺觸發(fā)要料指令,上位機(jī)生成出庫任務(wù)并下發(fā)給堆垛機(jī),堆垛機(jī)從庫中指定位置取出濾棒盒組放到出庫站臺,然后由輸送機(jī)輸送并進(jìn)行RFID校驗(yàn)物料并確認(rèn)發(fā)送到發(fā)射機(jī),發(fā)射機(jī)發(fā)送濾棒到下一生產(chǎn)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)濾棒的出庫。21個(gè)和2個(gè)公車的規(guī)劃策略2.1堆垛機(jī)程序222.1.1WCS與SCS采用TCP/IPSocket通信,SCS為服務(wù)端,WCS為客戶端,兩個(gè)堆垛機(jī)通過不同端口來區(qū)別(8101,8102)。2.1.2WCS啟動后,每10秒鐘與SCS確認(rèn)一下心跳連接,每5秒鐘輪詢?nèi)蝿?wù)列表并發(fā)送可執(zhí)行的任務(wù)給堆垛機(jī)。2.1.3堆垛機(jī)獲取到任務(wù),取貨完成,放貨完成都會告知WCS,WCS根據(jù)這些信號更改任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)。2.21個(gè)和2個(gè)策略注:2臺堆垛機(jī)最近時(shí)距離相差4個(gè)貨位的位置。2.2.1堆垛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的分配如下幾種情況:1)其中一臺堆垛機(jī)帶任務(wù)故障且未取到貨時(shí)另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),需考慮故障堆垛機(jī)的當(dāng)前位置,及它任務(wù)的起始地址、目標(biāo)地址。如圖,取與所有這三個(gè)地址均在4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍。2)其中一臺堆垛機(jī)帶任務(wù)故障,且已取到貨,而且目標(biāo)地址趨向于遠(yuǎn)離另一堆垛機(jī)。另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),只需考慮故障堆垛機(jī)的當(dāng)前位置。如圖,取與故障堆垛機(jī)當(dāng)前位置在4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍的任務(wù)。3)其中一臺堆垛機(jī)帶任務(wù)故障,且已取到貨,但目標(biāo)地址方向向著另一堆垛機(jī)時(shí)。另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),需考慮故障堆垛機(jī)的當(dāng)前位置,及它任務(wù)的起始地址、目標(biāo)地址。如圖,取與所有這三個(gè)地址均在4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍。4)其中一臺堆垛機(jī)不帶任務(wù)故障時(shí)另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),只需考慮故障堆垛機(jī)的當(dāng)前位置。如圖,取與故障堆垛機(jī)當(dāng)前位置在4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍的任務(wù)。5)其中一臺堆垛機(jī)故障后,另一堆垛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的復(fù)合循環(huán)如圖,堆垛機(jī)完成任務(wù)后尋找從它當(dāng)前位置附近出發(fā)的并且在可執(zhí)行范圍內(nèi)的任務(wù)。被故障堆垛機(jī)影響的任務(wù)將無法進(jìn)行分配,需人工干預(yù)(消除故障或移到檢修位等)。6)復(fù)合循環(huán)執(zhí)行任務(wù)時(shí),考慮到有些任務(wù)可能路徑不太好,將會存在某個(gè)或某些任務(wù)始終執(zhí)行不到的情況。如果存在自創(chuàng)建已有九分鐘還未執(zhí)行,則不再進(jìn)行復(fù)合而立即執(zhí)行此類任務(wù)。2.2.2運(yùn)行結(jié)果分析1)兩臺堆垛機(jī)均空閑且只有一條任務(wù)且不需要讓位執(zhí)行時(shí)計(jì)算兩臺堆垛機(jī)分別執(zhí)行此任務(wù)所需行走的距離,計(jì)算方法為將所有地址映射為兩位數(shù)的貨位地址,距離為堆垛機(jī)當(dāng)前位置到任務(wù)的起始地址再到任務(wù)的目標(biāo)地址。取計(jì)算結(jié)果最小的,即執(zhí)行此任務(wù)行走路程最短的堆垛機(jī)來執(zhí)行此任務(wù)。2)兩臺堆垛機(jī)均空閑且只有一條任務(wù)并且需要讓位執(zhí)行時(shí)如圖,列出了三個(gè)例子。分配時(shí),計(jì)算兩臺堆垛機(jī)分別執(zhí)行此任務(wù)所需行走的距離,計(jì)算方法為將所有地址映射為兩位數(shù)的貨位地址,距離為堆垛機(jī)當(dāng)前位置到任務(wù)的起始地址再到任務(wù)的目標(biāo)地址再加上另一堆垛機(jī)需要位移的距離。取計(jì)算結(jié)果最小的,即執(zhí)行此任務(wù)行走路程最短的堆垛機(jī)來執(zhí)行此任務(wù)。3)其中一臺堆垛機(jī)正在執(zhí)行一任務(wù),且未取到貨時(shí)另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),需考慮執(zhí)行任務(wù)的堆垛機(jī)的當(dāng)前位置,及它任務(wù)的起始地址、目標(biāo)地址。如圖,取與所有這三個(gè)地址均在4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍。4)其中一臺堆垛機(jī)正在執(zhí)行一任務(wù),且已取到貨,并且目標(biāo)地址趨向于自己區(qū)域另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),只需考慮執(zhí)行任務(wù)的堆垛機(jī)的當(dāng)前位置。如圖,即與執(zhí)行任務(wù)的堆垛機(jī)的當(dāng)前位置4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍。5)其中一臺堆垛機(jī)正在執(zhí)行一任務(wù),且已取到貨,并且目標(biāo)地址遠(yuǎn)離自己區(qū)域另一堆垛機(jī)獲取任務(wù)時(shí),需考慮執(zhí)行任務(wù)的堆垛機(jī)的當(dāng)前位置,及它任務(wù)的起始地址、目標(biāo)地址。如圖,取與所有這三個(gè)地址均在4個(gè)貨位以外的區(qū)域范圍。6)兩臺堆垛機(jī)同時(shí)工作時(shí)的就近獲取任務(wù)兩臺堆垛機(jī)均在執(zhí)行任務(wù),當(dāng)某臺堆垛機(jī)完成任務(wù)后,立即尋找從附近出發(fā)且在可執(zhí)行范圍內(nèi)的任務(wù),進(jìn)行優(yōu)先執(zhí)行。7)兩臺堆垛機(jī)均空閑,且未執(zhí)行任務(wù)數(shù)大于1條時(shí)遍歷任務(wù)列表,若存在兩條任務(wù),執(zhí)行路徑互不干擾,則將兩個(gè)任務(wù)同時(shí)下發(fā)給兩臺堆垛機(jī)。如圖,兩個(gè)任務(wù)的區(qū)域最近兩點(diǎn)大于3個(gè)貨位。8)兩臺堆垛機(jī)均空閑,且未執(zhí)行任務(wù)數(shù)大于1條時(shí)遍歷任務(wù)表,若未能找到兩條互不干擾的任務(wù)。則查找是否存在一條任務(wù)其目標(biāo)地址處于另一任務(wù)的路徑范圍之外3個(gè)貨位以上,則將此條任務(wù)發(fā)送給目標(biāo)地址趨近的堆垛機(jī)。如圖。9)其中一臺堆垛機(jī)正在執(zhí)行任務(wù)且另一任務(wù)無法馬上分配時(shí)可先將另一堆垛機(jī)位移至另一任務(wù)的起始地址(會計(jì)算此位移的可執(zhí)行性)。10)位移任務(wù)的重置下發(fā)位移任務(wù)后,若70秒后還未到達(dá)指定地址,則此任務(wù)將重置,另一堆垛機(jī)可重新獲取任務(wù)。3易實(shí)現(xiàn),易操作在某種程度上,在已經(jīng)成型的系統(tǒng)上要實(shí)現(xiàn)效率的提高是比較困難的,本文采用“策略+就近算法”的調(diào)度方法既容易實(shí)現(xiàn),并且容易操作。由于操作簡單易于程序化,實(shí)現(xiàn)該算法并不