卷煙工業(yè)物流系統(tǒng)AGV任務(wù)調(diào)度策略優(yōu)化的探討

文/蔣楠楠 王偉倩，紅云紅河集團(tuán)物流中心

1 對(duì)agv系統(tǒng)的概述

agv系統(tǒng)是當(dāng)前各卷煙工業(yè)中常用的一種系統(tǒng)，在煙草自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，agv系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。因此，agv系統(tǒng)就只能夠通過接口實(shí)現(xiàn)信息的交換。當(dāng)前國內(nèi)的agv調(diào)度策略通常都是采用的排隊(duì)論，也就是人們常說的隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論，因?yàn)轭櫩偷絹淼臅r(shí)間是相對(duì)隨機(jī)的，并且服務(wù)所需要的時(shí)間也是相對(duì)隨機(jī)的，所以，往往會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)等候的現(xiàn)象，這就是排隊(duì)論。目前agv已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用于卷煙企業(yè)，但是agv系統(tǒng)本身是存在一些問題和瑕疵的，在實(shí)際的運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)任務(wù)的堵塞，路徑的欠缺等等問題，針對(duì)這些出現(xiàn)的問題，相關(guān)的操作人員就要對(duì)agv系統(tǒng)進(jìn)行一定的優(yōu)化調(diào)度，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行一定的解決[1]。單靠對(duì)agv系統(tǒng)的優(yōu)化本身是不切合實(shí)際的，因?yàn)閷?duì)卷煙企業(yè)的軟件培養(yǎng)和資金的投入太大，并且所需要的資金也很多，整個(gè)優(yōu)化的時(shí)期相對(duì)來說是比較長的。因此，面對(duì)種種的問題，就必須要尋求方法進(jìn)行解決。

2 系統(tǒng)的組成

整個(gè)系統(tǒng)是由三部分組成的，wms、wcs、agv這是整個(gè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)各自都有著不同的分工，三者之間相互調(diào)節(jié)，相互合作。其中wms是負(fù)責(zé)接收任務(wù)請(qǐng)求的；wcs是負(fù)責(zé)將所獲取的任務(wù)放入任務(wù)緩沖池的，最后將未執(zhí)行的任務(wù)下發(fā)給agv控制系統(tǒng)，不僅如此，它同時(shí)還會(huì)將任務(wù)執(zhí)行的實(shí)時(shí)情況反饋給系統(tǒng)。三個(gè)子系統(tǒng)之間的分工相對(duì)來說是比較清晰的。

3 agv任務(wù)調(diào)度策略的優(yōu)化

3.1 以deadline為基礎(chǔ)

當(dāng)前所采用的理論是排隊(duì)論，排隊(duì)論的使用本身是有著一定的好處的，但是長期都采用固定的優(yōu)先級(jí)極容易會(huì)出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)長期占據(jù)agv資源，這樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是極其不利的，對(duì)于一些低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)來說，這些低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)是沒有辦法得到執(zhí)行的，因此，整個(gè)的系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量就會(huì)下降，尤其對(duì)于一些低優(yōu)先級(jí)用戶。以deadline為基礎(chǔ)的調(diào)度其實(shí)就是一種在固定優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，讓任務(wù)能夠最大程度上在截止日期之前完成的一種方案。因?yàn)閍gv在執(zhí)行任務(wù)的過程之中是沒有辦法放棄當(dāng)前任務(wù)的，因此就采用非搶占式，非搶占式的意思是指即使下發(fā)優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，也不能停止當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)，必須要等agv完成當(dāng)前的任務(wù)之后方才能夠下發(fā)任務(wù)。這種解決方案是將優(yōu)先級(jí)的任務(wù)與當(dāng)前的任務(wù)等待的時(shí)間進(jìn)行一定的聯(lián)系，破除優(yōu)先級(jí)與低優(yōu)先級(jí)之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)二者之間的一個(gè)平衡，使得一些低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)能夠得到很好的執(zhí)行，提高整個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。這種解決方案對(duì)agv系統(tǒng)的運(yùn)行是有一定幫助的，能夠較好的解決優(yōu)先級(jí)不可控的問題，但是這種解決方案還是有著一定缺陷的，就是不能夠很好的解決agv系統(tǒng)的空跑問題，因此，還是需要進(jìn)一步的完善。

3.2 以任務(wù)捆綁為基礎(chǔ)

以deadline為基礎(chǔ)的agv調(diào)度策略僅僅只是解決了優(yōu)先級(jí)的不可控問題，但是并沒有全面的解決其他的問題，也沒有解決agv空跑問題，為了能夠更好的解決這個(gè)問題，相關(guān)的研究人員就發(fā)現(xiàn)了將任務(wù)關(guān)系較為緊密的任務(wù)捆綁執(zhí)行，就可以很好的解決agv空跑問題，并且有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。系統(tǒng)對(duì)agv是進(jìn)行了一定的區(qū)域劃分的，每一個(gè)區(qū)域內(nèi)都會(huì)有一個(gè)區(qū)域值，當(dāng)這個(gè)區(qū)域有著新的任務(wù)進(jìn)入時(shí)，就會(huì)收集該區(qū)域任務(wù)完成的時(shí)間，隨后與所設(shè)定的區(qū)域值進(jìn)行一定的比對(duì)。這樣的方法可以很好的實(shí)現(xiàn)agv的就近接貨，有效的解決了大量的agv空跑問題，解決了agv空跑問題，就可以極大的減少整個(gè)系統(tǒng)的等待時(shí)間，無效時(shí)間的縮短，就意味著工作的效率在穩(wěn)步的提升，agv的執(zhí)行效率在一定程度上得到了極大的提升。

3.3 Wcs與agv任務(wù)的下發(fā)

一般來說，wcs每次都是下發(fā)固定數(shù)量的任務(wù)給agv系統(tǒng)。因?yàn)閍gv系統(tǒng)是具有一定的獨(dú)立性的，所以當(dāng)agv系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，agv系統(tǒng)中緩存的大量數(shù)據(jù)就無法正常的處理，使用人員就不得不對(duì)其中緩存的大量的任務(wù)進(jìn)行處理，這就嚴(yán)重的影響了系統(tǒng)的連續(xù)性，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行是不利的。Agv系統(tǒng)本身是涉及一定的產(chǎn)權(quán)問題的，任務(wù)若是下發(fā)到agv系統(tǒng)，這些任務(wù)就不再受到用戶本身的控制。為了能夠很好的解決這個(gè)問題，相關(guān)的研究者就表明在下發(fā)任務(wù)的時(shí)候，下發(fā)的任務(wù)是不能大于agv的空閑臺(tái)數(shù)的，不僅如此，每次下發(fā)的任務(wù)都是優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，若是出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)相同的情況，就按照任務(wù)等待的時(shí)間來進(jìn)行下發(fā)，這樣一來就會(huì)很好的解決任務(wù)下發(fā)過多的現(xiàn)象，就能解決agv系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度不受控的現(xiàn)象。

3.4 任務(wù)調(diào)度方案的實(shí)施

整個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)本身是以agv任務(wù)緩沖池?cái)?shù)據(jù)為一定基礎(chǔ)的。W cs根據(jù)相關(guān)的信息對(duì)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行一定的調(diào)整，對(duì)于那些存在綁定agv的未執(zhí)行任務(wù)，優(yōu)先級(jí)是不更新的，直接由被綁定的agv在任務(wù)完成的時(shí)候進(jìn)行置頂，之后會(huì)將這些任務(wù)下發(fā)到所綁定的agv系統(tǒng)。當(dāng)agv系統(tǒng)出現(xiàn)空閑時(shí)，緩存任務(wù)池就會(huì)下發(fā)一些任務(wù)，但是本身是不會(huì)多空閑agv數(shù)量的，agv控制系統(tǒng)就會(huì)按照就近的原則對(duì)剛完成的任務(wù)進(jìn)行一定的調(diào)度。若是出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)相同的情況，任務(wù)下發(fā)的時(shí)間順序就會(huì)有所差別，這種情況下，將不再按照就近的原則，而是等待時(shí)間較長的任務(wù)優(yōu)先下發(fā)。

4 結(jié)束語

本文主要對(duì)agv任務(wù)調(diào)度策略進(jìn)行了一定的優(yōu)化處理，這樣就可以在很大程度上提升agv系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)的保障能力。經(jīng)過改進(jìn)之后的系統(tǒng)可以很好的運(yùn)用于卷煙公司的物流項(xiàng)目。相關(guān)的結(jié)果表明ag v經(jīng)過優(yōu)化之后，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率有了一定的提升，且效果是較為明顯的。