一种环形RGV的调度方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及自动化物流技术领域，特别涉及一种环形有轨制导车辆(Rail GuidedVehicle，RGV)的调度方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

环形RGV在制造业线边物流中较为常用，其一般作业过程为：RGV沿着环线轨道运行，在物料码头取货，送往加工工作站进行加工，同时从加工工作站取出加工完成的成品，送往成品码头。

现有环形RGV调度方案主要分为规则调度和优化调度两种，其中，规则调度一般按照最近/最远原则进行环形RGV的任务分派，这种调度方案求解任务分派结果的速度较快，但是未综合考虑全局任务，存在空跑多、RGV停车等待等问题，导致资源浪费，成本较高。优化调度主要是借助于遗传算法等启发式算法进行环形RGV的任务分派，这种调度方案的算法复杂度高，求解任务分派结果的速度较慢、且无法得到最优任务分派结果，因此也存在成本高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种环形RGV的调度方法、装置、电子设备及存储介质，能够降低成本。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种环形RGV的调度方法，应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；该方法包括：

确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

针对每一配对组合，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

一种环形RGV的调度装置，应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；该装置包括：

配对单元，用于确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

计算单元，用于针对每一配对组合，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

分派单元，用于确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通过总线相连的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的一个或多个计算机程序；所述至少一个处理器执行所述一个或多个计算机程序时实现上述环形RGV的调度方法中的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序被处理器执行时实现上述环形RGV的调度方法中的步骤。

由上面的技术方案可知，本发明中，通过穷举确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的所有配对组合，并计算每一配对组合的总成本，将总成本最小的配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，使得该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。可以看出，本发明根据总成本最小的配对组合进行环形RGV的任务分派，可以有效降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例线边物流场景示意图；

图2是本发明实施例一环形RGV的调度方法流程图；

图3是本发明实施例二环形RGV的调度方法流程图；

图4是本发明实施例三环形RGV的调度方法流程图；

图5是本发明实施例四环形RGV的调度方法流程图；

图6是本发明实施例五环形RGV的调度方法流程图；

图7是本发明实施例环形RGV的调度装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1是本发明实施例线边物流场景示意图，如图1所示，线边物流场景中包括有环形轨道，在环形轨道上分别部署有工作站、RGV、用于存放工作站所需物料的物料码头(也称为原材料码头)，成品码头等，其中，RGV负责将物料运输到工作站，由工作站加工成为成品之后，再由RGV运输到成品码头。在实际实现中，整个线边物流的运转可以由控制服务器控制实现，具体地，工作站可以发出指令，如运输物料到工作站的指令、运输成品到成品码头的指令等，控制服务器接收到工作站发出的指令后，可以将任务分派给一个可用RGV，由该可用RGV根据该指令执行对应的操作，例如，当该指令是运输物料到工作站的指令时，从物料码头取的物料，并将物料运输到工作站；当该指令是运输成品到成品码头的指令时，从工作站取得成品，并运输成品到成品码头。

本发明实施例中，针对上述由控制服务器、工作站、RGV、供RGV运行的环形轨道、物料码头、成品码头等组成的边线物流系统，提供了一种环形RGV的调度方案，以下结合具体实施例进行详细说明。

参见图2，图2是本发明实施例一环形RGV的调度方法流程图，该方法应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201、确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

步骤202、针对每一配对组合，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

步骤203、确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

从图2所示方法可以看出，本实施例中，控制服务器通过穷举确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的所有配对组合，并计算每一配对组合的总成本，从而将总成本最小的配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，使得该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。由于本实施例是根据总成本最小的配对组合进行环形RGV的任务分派，因此可以有效降低成本。

参见图3，图3是本发明实施例二环形RGV的调度方法流程图，该方法应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤3011、根据每一待排产任务的等待时间和该待排产任务所属工作站，确定该待排产任务的优先级；

步骤3012、将待排产任务按照优先级从高到低排序，将排序最高的k个待排产任务与可用RGV进行配对，得到所有可能的配对组合；每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

本实施例中，该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同，是指该两个配对结果中的可用RGV不相同，待排产任务也不相同。

以上步骤3011至步骤3012是图2所示步骤201的具体细化。

步骤302、针对每一配对组合，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

步骤303、确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

从图3所示方法可以看出，本实施例中，控制服务器通过穷举确定线边物流系统中优先级较高的k个待排产任务和可用RGV的所有配对组合，并计算每一配对组合的总成本，从而将总成本最小的配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，使得该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。由于本实施例中是根据总成本最小的配对组合进行环形RGV的任务分派，因此可以有效降低成本，另外，本实施例中还优先分派优先级较高的待排产任务，使得优先级较高的待排产任务可以得以优先执行。

参见图4，图4是本发明实施例三环形RGV的调度方法流程图，该方法应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤4011a、确定从环形轨道原点沿RGV运行方向到达该待排产任务所属工作站的第一路径长度；

本实施例中，待排产任务所属工作站，是指生成该待排产任务的工作站。

在实际应用中，环形轨道原点是预先设置在环形轨道上的一个位置点，主要用于衡量环形轨道上各个工作站的绝对位置。RGV沿环形轨道运行时，其运行方向为顺时针方向或逆时针防线，也是固定不变的。

本实施例中，将从环形轨道原点沿RGV运行方向(例如顺时针方向)到达某一工作站的第一路径长度，称为环形轨道原点与该工作站之间的距离，可以根据该距离确定该工作站在环形轨道上的绝对位置。

步骤4011b、按照该待排产任务的优先级与第一路径长度、及该待排产任务的等待时间均成正比的原则，确定该待排产任务的优先级；

本实施例中，可以采用公式1或公式2确定待排产任务j的优先级：

TP

上述公式1和公式2中，TP

以上步骤4011a至4011b是图3所示步骤3011的具体细化。

步骤4012、将待排产任务按照优先级从高到低排序，将排序最高的k个待排产任务与可用RGV进行配对，得到所有可能的配对组合；每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

以上步骤4011a至步骤4012是图2所示步骤201的具体细化。

步骤402、针对每一配对组合，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

步骤403、确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

从图4所示方法可以看出，本实施例中，控制服务器通过穷举确定线边物流系统中优先级较高的k个待排产任务和可用RGV的所有配对组合，并计算每一配对组合的总成本，从而将总成本最小的配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，使得该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。由于本实施例中是根据总成本最小的配对组合进行环形RGV的任务分派，因此可以有效降低成本，另外，本实施例中还根据待排产任务的等待时间和从环形轨道原点沿RGV运行方向到达该待排产任务所属工作站的第一路径长度确定待排产任务的优先级，从而优先分派优先级较高的待排产任务，从而使得优先级较高的待排产任务可以得以优先执行。

参见图5，图5是本发明实施例四环形RGV的调度方法流程图，该方法应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤501、确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

步骤5021、针对每一配对组合，执行以下步骤5022至步骤5024；

步骤5022、确定该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站的第二路径长度、以及该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量，并判断该可用RGV对该待排产任务是否可用；

本实施例中，可用RGV，是指未分派待排产任务的RGV，具有单工位或多工位，其中，未装置载有物料的工位为空闲工位，装载有物料的工位为非空闲工位。

本实施例中，所述判断该可用RGV对该待排产任务是否可用，包括：如果该可用RGV具有空闲工位、或者该可用RGV的任一工位上装载有该待排产任务所需的物料，则确定该可用RGV对该待排产任务可用，否则，确定该可用RGV对该待排产任务不可用。

步骤5023、根据该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站的第二路径长度、该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量、以及该可用RGV对该待排产任务是否可用的判断结果，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本。

以上步骤5022至步骤5023是图2所示步骤202中“计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本”的具体细化。

步骤5024、累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

以上步骤5021至步骤5024是图2所示步骤202的具体细化。

步骤503、确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

从图5所示方法可以看出，本实施例中，控制服务器通过穷举确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的所有配对组合，并根据每一配对组合的每一配对结果中的可用RGV沿环形轨道运行至待排产任务所属工作站的第二路径长度、该可用RGV沿环形轨道运行至待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量、以及该可用RGV对该待排产任务是否可用的判断结果计算该配对结果的成本，进而累加得到该配对组合的总成本，从而将总成本最小的配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，使得该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。由于本实施例是根据总成本最小的配对组合进行环形RGV的任务分派，因此可以有效降低成本。

参见图6，图6是本发明实施例五环形RGV的调度方法流程图，该方法应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV、供RGV运行的环形轨道、用于存放工作站所需物料的物料码头；如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤601、确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

步骤6021、针对每一配对组合，执行以下步骤6022至步骤6024；

步骤6022、确定该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站的第二路径长度、以及该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量，并判断该可用RGV对该待排产任务是否可用；

步骤6023a、当该可用RGV对该待排产任务可用时，按照该可用RGV执行该排产任务的成本与所述第二路径长度成正比、且该可用RGV执行该待排产任务的成本与所述工作站数量成反比的原则，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本；

本发明实施例中，当可用RGV i对待排产任务j可用时，可采用以下公式3计算确定可用RGV i执行待排产任务j的成本：

C

在上述公式3中，C

步骤6023b、当该可用RGV对该待排产任务不可用时，按照该可用RGV执行该排产任务的成本与所述第二路径长度、以及该可用RGV沿环形轨道运行至物料码头所需的时间成正比、且该可用RGV执行该待排产任务的成本与所述工作站数量成反比的原则，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本。

本发明实施例中，当可用RGV i对待排产任务j不可用时，可采用以下公式4计算确定可用RGV i执行待排产任务j的成本：

C

在上述公式3中，C

以上步骤6023a和6023b是图5所示步骤5023的具体细化。

以上步骤6022至步骤6023b是图2所示步骤202中“计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本”的具体细化。

步骤6024、累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

以上步骤6021至步骤6024是图2所示步骤202的具体细化。

步骤603、确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

从图6所示方法可以看出，本实施例中，控制服务器通过穷举确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的所有配对组合，并根据每一配对组合的每一配对结果中的可用RGV沿环形轨道运行至待排产任务所属工作站的第二路径长度、该可用RGV沿环形轨道运行至待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量、以及该可用RGV对该待排产任务是否可用的判断结果计算该配对结果的成本，进而累加得到该配对组合的总成本，从而将总成本最小的配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，使得该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。由于本实施例是根据总成本最小的配对组合进行环形RGV的任务分派，因此可以有效降低成本。

以上对本发明实施例环形RGV的调度方法进行了详细说明，本发明实施例还提供了一种环形RGV的调度装置，以下结合图7进行详细说明。

参见图7，图7是本发明实施例环形RGV的调度装置的结构示意图，该装置应用于线边物流系统中的控制服务器，所述线边物流系统还包括工作站、RGV和供RGV运行的环形轨道；如图7所示，该装置包括：

配对单元701，用于确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，每一配对组合中包括k个可用RGV和待排产任务的配对结果，且该配对组合中任意两个配对结果中的可用RGV和待排产任务互不相同；其中，k为线边物流系统中待排产任务数量和可用RGV数量中的最小值；

计算单元702，用于针对每一配对组合，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，累加每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，得到该配对组合的总成本；

分派单元703，用于确定总成本最小的配对组合，将该配对组合的每一配对结果中的待排产任务分派给该配对结果中的可用RGV，以使该配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务。

图7所示装置中，

所述配对单元701，确定线边物流系统中待排产任务和可用RGV的配对组合，包括：

根据每一待排产任务的等待时间和该待排产任务所属工作站，确定该待排产任务的优先级；

将待排产任务按照优先级从高到低排序，将排序最高的k个待排产任务与可用RGV进行配对，得到所有可能的配对组合。

图7所示装置中，

所述配对单元701，根据每一待排产任务的等待时间和该待排产任务所属工作站，确定该待排产任务的优先级，包括：

确定从环形轨道原点沿RGV运行方向到达该待排产任务所属工作站的第一路径长度；

按照该待排产任务的优先级与第一路径长度、及该待排产任务的等待时间均成正比的原则，确定该待排产任务的优先级。

图7所示装置中，

所述计算单元702，计算该配对组合的每一配对结果中的可用RGV执行该配对结果中的待排产任务的成本，包括：

确定该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站的第二路径长度、以及该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量，并判断该可用RGV对该待排产任务是否可用；

根据该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站的第二路径长度、该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量、以及该可用RGV对该待排产任务是否可用的判断结果，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本。

图7所示装置中，

可用RGV为未分派待排产任务的RGV，具有单工位或多工位，其中，未装置载有物料的工位为空闲工位，装载有物料的工位为非空闲工位；

所述计算单元702，判断该可用RGV对该待排产任务是否可用，包括：

如果该可用RGV具有空闲工位、或者该可用RGV的任一工位上装载有该待排产任务所需的物料，则确定该可用RGV对该待排产任务可用，否则，确定该可用RGV对该待排产任务不可用。

图7所示装置中，

所述线边物流系统还包括：用于存放工作站所需物料的物料码头；

所述计算单元702，根据该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站的第二路径长度、该可用RGV沿环形轨道运行至该待排产任务所属工作站所经过的具有待排产任务的工作站数量、以及该可用RGV对该待排产任务是否可用的判断结果，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本，包括：

当所述判断结果为可用时，按照该可用RGV执行该排产任务的成本与所述第二路径长度成正比、且该可用RGV执行该待排产任务的成本与所述工作站数量成反比的原则，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本；

当所述判断结果为不可用时，按照该可用RGV执行该排产任务的成本与所述第二路径长度、以及该可用RGV沿环形轨道运行至物料码头所需的时间成正比、且该可用RGV执行该待排产任务的成本与所述工作站数量成反比的原则，确定该可用RGV执行该待排产任务的成本。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，该电子设备包括：至少一个处理器801，以及与所述至少一个处理器801通过总线相连的存储器802；所述存储器802存储有可被所述至少一个处理器801执行的一个或多个计算机程序；所述至少一个处理器801执行所述一个或多个计算机程序时实现如图2-6中任一流程图所示的环形RGV的调度方法中的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序被处理器执行时实现如图2-6中任一流程图所示的环形RGV的调度方法中的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。