2018年国赛B题：智能RGV的动态调度策略

2018年国赛B题：智能RGV的动态调度策略是2018年高教社杯全国大学生数学建模竞赛的B题。系统用一辆轨道式自动引导车RGV，为8台数控机床CNC运送物料、上下料和清洗，题目要求在不同加工和故障条件下组织调度。

设备布置与能力

系统包括8台CNC、1辆RGV、1条直线轨道、1条上料传送带、1条下料传送带。轨道两侧各有4台等距排列的CNC，沿轨道依次是1/2、3/4、5/6、7/8号机床这四对位置。相邻位置之间的距离为1个移动单位。

每台CNC同一时间只能安装一种刀具、加工一个物料。两道工序情形下，各机床固定负责其中一道工序，加工过程中不更换刀具，同一物料必须依次在不同CNC上完成两道工序。

RGV有一条机械臂、两只手爪和一个清洗槽。每只手爪可抓取一个物料，清洗槽每次只容纳一个物料。RGV可移动1、2或3个单位，但同一时刻只能进行移动、停留等待、上下料、清洗中的一项作业。

上料传送带分成4段，分别位于1、3、5、7号机床前；下料传送带也分4段，分别位于2、4、6、8号机床前。每条传送带按一个方向运行，各段既可联动，也可独立运动。

系统启动时，RGV位于1号与2号CNC之间，全部CNC空闲。空闲CNC发送上料需求；正在加工的CNC在加工完成时发送需求。

RGV接到需求后确定服务顺序，驶至相应CNC，同时上料传送带将生料送到机床前。机械手先取走熟料，再通过转动手爪放入生料，完成一次上下料。偶数编号CNC的上下料时间长于奇数编号CNC。

完成上下料后，只对加工完成的熟料进行清洗作业。RGV先取出清洗槽中原有的成料，转动手爪将新熟料放入槽内，再把取出的成料放到下料传送带送出。表中“清洗作业时间”包含这段操作；期间RGV不能移动。物料在槽中的实际清洗时间很短，远小于把成料放到下料传送带的时间。

RGV完成任务后立即判断下一条指令；没有新指令时原地等待。CNC加工完成而RGV尚未到达时，CNC也须等待。系统重复上述过程，停止作业后RGV回到初始位置。

一道工序：所有CNC装相同刀具，物料可在任意一台机床完成加工。
两道工序：每件物料在两台不同CNC上先后完成第一、第二道工序。
加工中发生故障：CNC故障概率据统计约为1%，每次人工排除故障需10—20分钟，未完成物料报废；修复后机床立即重新加入作业序列。此情形须分别研究一道工序与两道工序。

每班连续作业8小时。以下所有数值的单位都是秒。

对上述情形建立RGV动态调度模型，并给出相应求解算法。

分别使用表中三组数据，检验模型的实用性和算法的有效性，报告RGV调度策略及系统作业效率。将具体结果填写到附件2提供的Excel表格中，并将完整电子表作为论文支撑材料提交。

下载2018年国赛官方题目与附件包，使用其中的2018-B-Chinese/目录。原题文件为2018-B-Chinese/CUMCM-2018-Problem-B-Chinese.doc。