摘 要

随着对提高物流效率需求的不断扩大，AGV自动运输系统作为运输环节当中提高效率的关键部分，得到了非常广泛的应用。传统的物流系统，大都是传送带、叉车等组成，人的劳动力占着很大的比重，系统各部分的对接不可避免的影响着整个物流效率，而且社会老龄化问题的暴露，劳动力价格上涨也会增加企业的成本，影响企业竞争力。AGV自动运输系统则可以弥补这方面的缺点，提高企业竞争力。目前，AGV 车身大多采用模块化设计，企业可以根据自己的需要组装相应模块。相对而言，AGV调度管理系统才是整个系统的关键，因为系统的效率绝大部分取决于调度管理系统的性能。所以，本文主要对AGV 调度管理系统的任务调度策略和路径规划算法进行了分析研究，并大致实现了AGV调度管理系统的各项功能。本文主要研究内容如下：根据各种引导路径的特点结合各种环境建模方法的优缺点，选定了一个合理的方案，完成电子地图的设计。根据设计的电子地图结合系统简易性等方面的需求，采用 Dijkstra算法作为本系统的路径规划算法。本文在将路径长度作为调度指标的前提下结合单AGV调度的特点，分析了多AGV调度中存在的各种问题，并给出了具体的解决方案。最终在 Visual Studio2015 开发环境下实现了基于有向图的多AGV调度管理系统，并对其各部分功能做了仿真测试。

关键词：AGV；任务调度；路径规划

Abstract

With the increasing demand of logistics efficiency, AGV automatic transport system as a key part of the transport links to improve efficiency, has been very widely used. Traditional logistics system, mostly conveyor belts, forklifts and other components, the labor of people accounted for a large proportion, each part of the system of docking inevitably affects the efficiency of the whole logistics and aging society problem of exposure, labor prices will increase the enterprise cost, affecting the competitiveness of enterprises. AGV automatic transport system can make up for the shortcomings in this area, improve the competitiveness of enterprises. At present, most of the AGV body uses the modular design, the enterprise can according to their own needs to assemble the corresponding module. In contrast, the AGV scheduling management system is the key to the whole system, because the efficiency of the system depends largely on the performance of the scheduling management system. Therefore, this paper mainly on the AGV scheduling management system of the task scheduling strategy and path planning algorithm analysis and research, and roughly realize the AGV scheduling management system of the various functions. The main research contents of this paper are as follows: according to the characteristics of various guiding path combined with the advantages and disadvantages of various environmental modeling methods, a reasonable scheme is selected to complete the design of electronic map. According to the requirements of the design of the electronic map combined with the system, the Dijkstra algorithm is adopted as the path planning algorithm of this system. In this paper, based on the characteristics of single AGV scheduling, the path length is used as the scheduling index, and the problems in multi AGV scheduling are analyzed, and the solutions are given. Finally under the Studio2015 Visual development environment, the multiple AGV scheduling management system based on directed graph is realized, and the function of each part is simulated and tested.

Key Words：AGV; Dijkstra; Path Planning

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 AGV现状分析 2

第2章AGV调度管理系统总体方案 3

2.1 AGV自动运输系统概述 3

2.1.1系统构成 3

2.1.2AGV导引方式分类 3

2.2 AGV调度管理系统功能分析 5

2.3AGV调度管理系统工作流程 6

第3章 单AGV系统路径规划研究 8

3.1 电子地图及引导路径的研究 8

3.1.1 地图建模 8

3.1.2 AGV 引导路径设计 9

3.2 AGV最短路径规划算法 10

第4章 多AGV调度系统的研究 11

4.1 多AGV路径规划问题 11

4.2冲突类型 12

4.3解决方案 12

4.4基于有向图的路径规划 13

第5章 AGV调度系统的实现 14

5.1开发工具 14

5.2登录模块的设计 14

5.3通讯模块的设计 14

5.4监控模块的设计 15

5.5任务管理模块的设计 15

5.6路径规划模块的设计 16

第6章 系统测试 17

6.1 系统测试概述 17

6.2 测试结果 17

6.3 测试结果分析 19

第7章 总结及体会 20

参考文献 21

致 谢 22

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

根据统计，我国的制造业还赶不上发达国家，甚至相差很远。在发达国家里，产品消耗时间只占正个过程不到四分之一的时间，最占时间的的环节是装载、卸载、运输、存储、等待等，因此，物料运输费在总费用中占了很大的份额。而我国的物流效率低，势必会在物流环节浪费很大的成本。基于这种情况，AGV自动运输系统在是实际中得到很大的运用，作为AGV自动运输系统核心的调度管理系统也得到了广泛的研究。AGV小车具有自动控制系统，在生产过程中无需人员驾驶，可以接受上位机的调度指令，沿着规定的路径完成分配的任务^[1]。

传统的物流运输系统中，叉车等是主要搬运工具，系统的效率很大程度取决于工人的工作效率^[2]。因此，运输效率低、灵活性不高、危险程度加大、比较依赖工人的操作技术、人力成本很高等，在自动化企业面前，竞争力不足，不能适应高效的需求发展。AGV自动搬运系统比传统的物料运输系统具有更好的可靠性，更高的效率，全自动化，对于搬运有害物质降低了风险性，降低了人力需求，并且可以与其他自动化管理系统对接等。不同于传送带、拖车等搬运设施，AGV 沿设定的导引路径行走，井井有序，可以合理的利用空间。同时，在AGV调度管理系统的调度下，可以获取物料运输的最短路径，减少工作时间，通过优化任务分配，能够更快更有效率地响应需求。此外， AGV自动搬运系统可以减少认为失误，提高搬运质量，对库存控制及质量管理也有很大意义。