(北京物資學(xué)院 北京 101149)

單AGV“貨到人”揀選模式仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

從燦蘇永強(qiáng)

(北京物資學(xué)院北京101149)

“貨到人”揀選模式是當(dāng)前倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用的研究熱點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了該模式下的單AGV仿真系統(tǒng)，以便進(jìn)行更深入的研究，同時(shí)，也為研究相關(guān)問(wèn)題的讀者提供參考。

“貨到人”揀選模式；AGV；仿真系統(tǒng)

“貨到人”揀選模式仿真系統(tǒng)由布局編輯器與揀選模擬器兩部分組成。其中布局編輯器由用戶根據(jù)其具體的實(shí)際情況或研究問(wèn)題對(duì)揀選系統(tǒng)的布局進(jìn)行設(shè)置，在合理設(shè)置之后，便可運(yùn)行揀選模擬器進(jìn)行AGV模擬作業(yè)。模擬器會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)貨架、一個(gè)人工揀選臺(tái)作為目標(biāo)貨架、目標(biāo)揀選臺(tái)，并將該貨架位置信息發(fā)送給閑置狀態(tài)的AGV，AGV便可根據(jù)自身位置與目標(biāo)位置進(jìn)行A*算法路勁規(guī)劃，并得到最短可行路徑，進(jìn)而取貨。AGV抵達(dá)目標(biāo)貨架位置并取貨后，便可再次根據(jù)自身位置與目標(biāo)揀選臺(tái)位置進(jìn)行A*算法路勁規(guī)劃，從而抵達(dá)目標(biāo)揀選臺(tái)，并進(jìn)行人工揀選。揀選完成后，AGV再抬著貨架返回目標(biāo)貨架初始位置，并卸下貨架。至此，單次模擬揀選作業(yè)結(jié)束。

一、布局編輯器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

布局編輯器由一個(gè)對(duì)話框與一個(gè)編輯界面組成，如圖1、圖2所示。其中對(duì)話框用于輸入布局長(zhǎng)寬，編輯界面用于在已生成長(zhǎng)寬的布局里進(jìn)一步設(shè)置貨架位置、揀選臺(tái)位置、障礙物位置。

當(dāng)長(zhǎng)寬設(shè)置超過(guò)編輯界面主窗口默認(rèn)大小時(shí)，在主窗口右側(cè)、下側(cè)會(huì)自動(dòng)顯示滾動(dòng)條。用戶可通過(guò)挪動(dòng)滾動(dòng)條瀏覽或編輯整個(gè)布局。編輯主窗口右側(cè)是可拖拽工具欄菜單(ToolBar)，用戶可根據(jù)自身需要拖拽其至編輯界面以外。工具欄菜單上展示的是倉(cāng)儲(chǔ)布局里的基本單元，可個(gè)性化定制，在這里，僅使用三種必備基本單元，由上到下，分別是貨架，障礙物，揀選臺(tái)。

如圖3所示，工具欄菜單可進(jìn)行如下操作：

(一)選中基本單元：由鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄上目標(biāo)圖標(biāo)實(shí)現(xiàn)。成功選中后，鼠標(biāo)的圖標(biāo)變?yōu)樗x圖標(biāo)。

(二)添加基本單元：選中目標(biāo)后，在所需位置上單擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行添加。添加成功后，單擊位置顯示已添加基本單元。

(三)撤銷選中狀態(tài)：選中目標(biāo)后，單擊鼠標(biāo)右鍵實(shí)現(xiàn)撤銷選中狀態(tài)。

(四)刪除已添加基本單元：撤銷選中狀態(tài)返回默認(rèn)鼠標(biāo)后，在所需位置上單擊鼠標(biāo)右鍵刪除已添加基本單元。

圖1 對(duì)話框

圖2 編輯主界面

圖3 使用示意圖

二、揀選模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

布局編輯器通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤等輸入設(shè)備進(jìn)行編輯，并同時(shí)更新顯示。當(dāng)編輯完成后，布局信息將以一個(gè)二維數(shù)組的形式保存于內(nèi)存中。揀選模擬器在得到該矩陣后，再進(jìn)行揀選模擬。首先，揀選模擬器會(huì)根據(jù)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，生成兩個(gè)隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)分別代表一個(gè)已有貨架、一個(gè)已有揀選臺(tái)。此時(shí)，模擬器再根據(jù)后臺(tái)設(shè)置的AGV位置，進(jìn)行A*算法路徑規(guī)劃。計(jì)算所得為AGV位置至貨架位置的最短路徑、貨架位置至揀選臺(tái)位置的最短路徑、揀選臺(tái)位置返回貨架位置的最短路徑，并將路徑信息封裝為鏈表返回給程序顯示端。程序顯示端將在AGV移動(dòng)線程里重畫(huà)AGV圖標(biāo)。

為避免圖標(biāo)重畫(huà)造成的閃爍問(wèn)題，AGV圖標(biāo)應(yīng)當(dāng)以小像素為移動(dòng)單位，并在每次移動(dòng)后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木€程休眠，以達(dá)到更好的視覺(jué)效果。

一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試用例如圖4、圖5所示，在一個(gè)14x14的布局上，以左上角為原點(diǎn)，AGV默認(rèn)位置為(3，11)，在得到目標(biāo)貨架位置(3,5)，目標(biāo)揀選臺(tái)位置(0，0)后，即可根據(jù)A星算法得到無(wú)障礙路徑，從而進(jìn)行模擬揀選作業(yè)。

[1]Komma V R,Jain P K,Mehta N K.Agent-based simulation of a shop floor controller using hybrid communication Protocols[J].International Journal of Simulation Modelling,2007,6(4):206-217.

[2]Stefan Walter.OpenTCS 3.2 User manual[M].Fraunhofer IML,2016.

從燦(1992-)，男，漢族，安徽馬鞍山市人，碩士研究生在讀，工程碩士，北京物資學(xué)院，研究方向智能物流系統(tǒng)；蘇永強(qiáng)(1992-)，男，漢族，河北石家莊市人，碩士研究生在讀，管理學(xué)碩士，北京物資學(xué)院，研究方向模型與算法優(yōu)化。