考虑AGV运输和机器转速的作业车间绿色调度研究

作者：李峥峰,张东方,丁其聪,等. 日期：2024-03-06/span> 浏览：1387 查看PDF文档

考虑AGV运输和机器转速的作业车间绿色调度研究*

李峥峰1,张东方1,丁其聪1,张国辉2

摘要:在车间实际生产中,机器在加工状态和空载状态下都需要消耗能量,且机器在不同转速下的能耗也不同。此外,随着自动导引车(AGV)在车间的广泛应用,其能耗也不可忽略,因此对考虑AGV和机器转速的作业车间绿色调度问题进行研究具有重要意义。完工时间不仅被认为是表示车间生产效率的指标,而且在一定程度上意味着机器空载能耗的减少、机器利用率的提高。为此,对考虑AGV运输和机器转速的作业车间完工时间和能耗优化问题进行了研究。首先,对作业车间机器的能耗、AGV能耗进行了分析,探讨了AGV、工件和机器之间的工艺约束,建立了考虑AGV运输和机器转速的作业车间绿色调度模型;然后,采用两阶段优化的方式分别对完工时间和车间总能耗进行了优化,在第一阶段,机器以最高转速进行了加工,采用改进麻雀搜索算法对其最大完工时间进行了优化;在第二阶段,在保证第一阶段优化得到的完工时间最小值不变的前提下,提出了一种间隙档位调整策略,通过降低部分工序的机器转速来降低车间能源消耗,实现对车间总能耗的优化;最后,采用标准用例对算法进行了仿真实验。研究结果表明：在第一阶段采用改进麻雀搜索算法,提高了种群质量,加快了算法的收敛速度,算法具有较强的跳出局部最优能力;第二阶段在保证完工时间的基础上,采取间隙档位调整策略来降低能耗,通过10个用例测试表明能耗可减少1.13%~5.18%。该结果验证了考虑AGV和机器转速绿色调度模型的正确性以及改进麻雀算法的有效性。
关键词:作业车间完工时间;能耗优化问题;绿色调度;麻雀搜索算法;机器转速;间隙档位调整策略;自动导引车
中图分类号:TH186;TP18文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)02-0327-10

李峥峰,张东方,丁其聪,等.考虑AGV运输和机器转速的作业车间绿色调度研究［J］.机电工程,2024,40(2):327-336.
LI Zhengfeng, ZHANG Dongfang, DING Qicong, et al. Green scheduling of job shop considering AGV transportation and machine speed［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,40(2):327-336.