自主移动机器人分拣模式下作业人员调度问题研究

发布时间：2023-03-18 19:56

　　随着电子商务的发展,仓库中分拣的订单也呈现出“多品种、小批量,多批次,高时效”的特点。而传统人工拣选方式需要消耗大量的人力物力。在这样的情况下,为了降低物流分拣成本,提高服务效率,越来越多的企业开始在仓储物流中使用机器人。近年来一种新型自主移动机器人(Automated Mobile Robot,AMR)兴起,它采用人机协同的方式,将作业人员的移动集成到一个工作流程中。2019年的一项对AMR市场调研显示,这个市场正在爆炸式地极速增长。本文对自主移动机器人分拣模式下面临的作业人员调度问题进行研究,为企业的实际仓储操作运营提供重要的理论支撑和实践指导。首先,本文分析了AMR分拣模式下作业人员调度问题的实际情况,对问题进行描述与假设,结合实时性原则、最短路原则、机器人等待时间最小原则、系统性原则等四大原则,对可能遇到的情况使用情景分析法制定调度规则,建立相应的优化模型。然后采用小规模算例,对本文模型进行优化求解。因现实分拣过程是一个动态变化的过程,而优化模型是在静态条件下建立的,通过仿真建模可以观察分拣系统动态变化过程。因此,本文在Anylogic中建立仿真模型,包括主智能体、订单智能体、...

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究内容与方法
        1.2.1 研究内容
        1.2.2 研究方法
    1.3 技术路线与创新点
        1.3.1 技术路线
        1.3.2 创新点
2 文献综述与理论基础
    2.1 文献综述
        2.1.1 机器人路径规划研究现状
        2.1.2 带有顾客服务的出租车调度研究现状
        2.1.3 车辆动态调度问题研究现状
    2.2 相关的研究理论及方法
        2.2.1 车辆路径问题
        2.2.2 整数规划理论
        2.2.3 蚁群算法
    2.3 本章小结
3 作业人员调度模型构建与算例模拟
    3.1 模型构建
        3.1.1 问题描述与假设
        3.1.2 参数和变量
        3.1.3 模型分析
        3.1.4 模型建立
    3.2 算例模拟
        3.2.1 算例订单生成和参数初始化
        3.2.2 Floyd算法求解任意两位置间的最短路
        3.2.3 蚁群算法进行机器人路径优化
        3.2.4 整数规划求解作业人员调度方案
    3.3 本章小结
4 AMR分拣模式下作业人员调度仿真模型搭建与验证
    4.1 基于多智能体的作业人员调度仿真模型
        4.1.1 主智能体
        4.1.2 订单智能体
        4.1.3 机器人智能体
        4.1.4 调度智能体
        4.1.5 作业人员智能体
        4.1.6 各智能体间的关系
    4.2 仿真验证分析
    4.3 订单的时间特征分析
        4.3.1 下单时间特征分析
        4.3.2 下单间隔时间特征分析
    4.4 修改仿真模型的订单智能体
    4.5 本章小结
5 AMR分拣模式下作业人员调度方案分析
    5.1 调度方案比较分析
        5.1.1 订单完成时间最大值对比
        5.1.2 作业人员状态对比
        5.1.3 机器人状态对比
    5.2 敏感性分析及最优方案选择
        5.2.1 不同订单量的影响
        5.2.2 不同调度时间窗间隔的影响
        5.2.3 不同作业人员机器人配置比的影响
        5.2.4 最优方案选择
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
附录 A 相邻位置间的曼哈顿距离
附录 B 初始调度表
附录 C 优化结果
附录 D 仿真结果
附录 E
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3763766