本文提出了一種改進(jìn)后的倉儲(chǔ)調(diào)度策略算法，對(duì)多AGV系統(tǒng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，并對(duì)增加AGV運(yùn)行期間的復(fù)合循環(huán)調(diào)度進(jìn)行研究，結(jié)論顯示該方法能有效地提高倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)與AGV系統(tǒng)的兼容性及實(shí)時(shí)調(diào)度的柔性、效率和魯棒性，對(duì)相似系統(tǒng)應(yīng)用具有參考價(jià)值。

　　倉儲(chǔ)調(diào)度策略、優(yōu)化、復(fù)合循環(huán)、任務(wù)綁定、AGV

　　縱觀整個(gè)卷煙生產(chǎn)過程中的物流倉儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展，人工作業(yè)的煙絲儲(chǔ)存是卷煙生產(chǎn)過程中的傳統(tǒng)儲(chǔ)存方式。20多年來，儲(chǔ)柜漸漸發(fā)展成煙絲儲(chǔ)存的主要方式。如今，與物流自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合的煙絲箱式儲(chǔ)存模式，由人工作業(yè)方式已經(jīng)開始向自動(dòng)化作業(yè)方式轉(zhuǎn)變，并朝著自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、精細(xì)化、柔性化方向發(fā)展。隨著卷煙生產(chǎn)的發(fā)展和物流自動(dòng)化程度的提高，自動(dòng)引導(dǎo)小車（Automated Guided Vehicle，AGV）已成為物流系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)送的重要工具，多AGV調(diào)度技術(shù)也越來越受到關(guān)注。

　　目前，煙廠物流系統(tǒng)AGV調(diào)度策略大多采用的是“排隊(duì)論”。排隊(duì)論又稱隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論。在這類系統(tǒng)中，顧客到來的時(shí)間和服務(wù)所需的時(shí)間都是隨機(jī)的，都會(huì)出現(xiàn)“排隊(duì)等待”現(xiàn)象，即倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)生產(chǎn)的時(shí)間先后順序下發(fā)給AGV控制系統(tǒng)，AGV控制系統(tǒng)隨即調(diào)度多輛AGV完成搬運(yùn)任務(wù)。由于任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及底層設(shè)備要料的急迫性并不能單純地按申請(qǐng)的先后順序執(zhí)行，所以如何解決這類矛盾成為煙草物流系統(tǒng)自動(dòng)化AGV調(diào)度策略所關(guān)注的重要問題。

　　實(shí)際生產(chǎn)過程中，每個(gè)站臺(tái)都有相應(yīng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)，AGV控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)大小，調(diào)度AGV執(zhí)行任務(wù)的先后，這在一定程度上可以緩解實(shí)際生產(chǎn)中每個(gè)要料站臺(tái)對(duì)物料要求的時(shí)間性。但是，因?yàn)闊o法預(yù)知每個(gè)站臺(tái)叫料的時(shí)間及此時(shí)AGV所在位置，往往會(huì)造成AGV在快要取到物料時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)插入而中途改變路徑去執(zhí)行優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)。這在兩個(gè)任務(wù)起始地址距離比較遠(yuǎn)的情況下表現(xiàn)更甚，大大影響了整個(gè)系統(tǒng)調(diào)度AGV執(zhí)行任務(wù)的效率。

　　系統(tǒng)描述

　　本文所描述的立體倉庫主要由煙絲平庫、裝箱入庫區(qū)和翻箱出庫區(qū)組成。平庫貨位由主平庫及輔平庫組成，主平庫在倉庫的中央，輔平庫在裝翻箱區(qū)域，無貨格貨位可堆疊4個(gè)煙箱。煙箱通過裝箱系統(tǒng)堆疊，一次2垛或1垛煙箱申請(qǐng)入庫。裝箱系統(tǒng)向倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)申請(qǐng)記錄煙箱RFID及申請(qǐng)入庫，倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)響應(yīng)請(qǐng)求后，通過建立相應(yīng)任務(wù)調(diào)度AGV系統(tǒng)，AGV從裝箱入庫站臺(tái)取貨放至平庫貨位。同理，翻箱站臺(tái)通過向倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)請(qǐng)求出庫物料，由倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度AGV系統(tǒng)，AGV從平庫貨位取貨放至翻箱出庫站臺(tái)。

　　由此可見，AGV的調(diào)度是整個(gè)倉庫輸送系統(tǒng)調(diào)度的關(guān)鍵。在大批量出入庫時(shí)，裝箱站臺(tái)及翻箱站臺(tái)同時(shí)高速工作，出入庫系統(tǒng)任務(wù)增加，煙箱流動(dòng)量增大，再加上特殊情況處理，此時(shí)AGV的工作效率就成為制約整個(gè)倉庫工作效率的重要因素。如果調(diào)度不合理，各出入庫站臺(tái)和空煙箱很可能出現(xiàn)堵塞。此時(shí)如何有效調(diào)度AGV，使系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不出現(xiàn)“瓶頸”狀態(tài)，就具有非常重要的意義。

　　下文將通過對(duì)倉儲(chǔ)調(diào)度策略的優(yōu)化，來糾正一直以來“排隊(duì)發(fā)任務(wù)”模式造成的實(shí)際生產(chǎn)不協(xié)調(diào)，并綜合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況及系統(tǒng)需求分析調(diào)度情況，解決長期存在的“瓶頸”狀態(tài)。

　　優(yōu)化方案

　　倉儲(chǔ)AGV調(diào)度策略優(yōu)化的基本思路是首先采用離線生成路徑庫，再根據(jù)實(shí)際AGV數(shù)量限定一次性倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)任務(wù)數(shù)，保證幾輛AGV的幾條任務(wù)同時(shí)按優(yōu)先級(jí)高低下發(fā)，通過路徑庫找出執(zhí)行任務(wù)與排隊(duì)任務(wù)的最短路徑并通過“綁定任務(wù)號(hào)”的方式下發(fā)以減少中途改變路徑、增加復(fù)合循環(huán)的情況。

　　通過倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)先實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的判斷、分解、細(xì)化，統(tǒng)籌安排任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、最短路徑第一層判斷，對(duì)任務(wù)做第一層篩選。接著下發(fā)任務(wù)給AGV控制系統(tǒng)，由其完成對(duì)AGV路徑規(guī)劃、AGV避障及沖突解決、多AGV間的行為協(xié)調(diào)及信息共享等。

　　生成路徑庫

　　對(duì)倉庫現(xiàn)場做調(diào)查分析，劃分區(qū)域，對(duì)相近且不用轉(zhuǎn)彎可到達(dá)的貨位劃為一個(gè)區(qū)域（見圖1、2）。

　　限定下發(fā)AGV任務(wù)數(shù)

　　根據(jù)AGV實(shí)際可用數(shù)來控制下發(fā)任務(wù)，通過獲取AGV狀態(tài)判斷AGV是否可用。當(dāng)AGV獲取任務(wù)時(shí)，將狀態(tài)改為“不可用”，同時(shí)標(biāo)記任務(wù)號(hào)；當(dāng)AGV完成該任務(wù)時(shí)，則將狀態(tài)修改為“可用”，同時(shí)將任務(wù)號(hào)刪除，可繼續(xù)下發(fā)任務(wù)。如圖3，有3輛車可用。

　　綁定任務(wù)號(hào)

　　（1）生成任務(wù)時(shí)，先匹配正在執(zhí)行中且小車在“取貨完成”或“開始放貨”的任務(wù)的目的地址和離即將生成任務(wù)起始地址的距離，若距離小于一定值，則綁定任務(wù)號(hào)，待被綁定任務(wù)完成時(shí)，則提高優(yōu)先級(jí)為“7”，下發(fā)任務(wù)。若被綁定任務(wù)在3分鐘內(nèi)未開始執(zhí)行，則將此任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)高為“6”，馬上執(zhí)行。

　　（2）每隔5分鐘未執(zhí)行的任務(wù)優(yōu)先級(jí)提高1，保證任務(wù)不會(huì)因過久未執(zhí)行而造成拖延。

　　任務(wù)號(hào)為“26171”的任務(wù)被任務(wù)號(hào)為“26170”任務(wù)給綁定，即使任務(wù)數(shù)才4個(gè)也不下發(fā)。當(dāng)26170任務(wù)完成后（4號(hào)AGV完成），將調(diào)高優(yōu)先級(jí)為7，并下發(fā)26171任務(wù)（4號(hào)AGV執(zhí)行）。

　　結(jié)論

　　本文提出了一種基于改進(jìn)后的倉儲(chǔ)調(diào)度策略算法，對(duì)多AGV系統(tǒng)進(jìn)行了路徑規(guī)劃，并對(duì)增加AGV運(yùn)行期間的復(fù)合循環(huán)調(diào)度進(jìn)行了研究。該策略很好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場信息的抽取，離線生成最優(yōu)路徑存儲(chǔ)在路徑表中，避免實(shí)際運(yùn)行中AGV因?yàn)槿蝿?wù)間的沖突造成中途改變路徑做無用功，增加了復(fù)合循環(huán)率，大大提高了效率。通過實(shí)際現(xiàn)場跟蹤測試，驗(yàn)證了本文提出的調(diào)度策略有效提高了倉儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)與AGV系統(tǒng)的兼容性及實(shí)時(shí)調(diào)度的柔性、效率和魯棒性，對(duì)相似系統(tǒng)應(yīng)用也具有參考價(jià)值。