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AGV調(diào)度系統(tǒng)需采用分層架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)功能解耦與擴(kuò)展性，主要分為三層：
上位機(jī)層
功能：任務(wù)管理、路徑規(guī)劃、調(diào)度算法執(zhí)行及系統(tǒng)監(jiān)控。
設(shè)備：工控機(jī)或服務(wù)器，支持分布式部署以應(yīng)對(duì)大規(guī)模AGV集群 。
下位機(jī)層
功能：AGV運(yùn)動(dòng)控制、傳感器數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)響應(yīng)。
設(shè)備：嵌入式控制器或PLC，需兼容多協(xié)議通信（如CAN總線、以太網(wǎng)）。
通信網(wǎng)絡(luò)層
設(shè)計(jì)要點(diǎn)：采用冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄈ绛h(huán)狀結(jié)構(gòu)）保障通信可靠性，支持5G/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議以適應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境 。
調(diào)度算法直接影響系統(tǒng)效率，需結(jié)合動(dòng)態(tài)場(chǎng)景選擇策略：
| 算法類型 | 特點(diǎn) | 適用場(chǎng)景 |
|---|---|---|
| FCFS（先到先服務(wù)） | 實(shí)現(xiàn)簡單，但易導(dǎo)致空駛浪費(fèi) | 任務(wù)到達(dá)時(shí)間均勻的場(chǎng)景 |
| SPT（最短路徑優(yōu)先） | 路徑長度優(yōu)先，減少單次任務(wù)耗時(shí) | 固定路徑且任務(wù)量大的場(chǎng)景 |
| LPT（最短時(shí)間優(yōu)先） | 平衡多任務(wù)完成時(shí)間，降低整體等待時(shí)間 | 動(dòng)態(tài)任務(wù)混合場(chǎng)景 |
| 動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)機(jī)制 | 結(jié)合實(shí)時(shí)負(fù)載、AGV狀態(tài)及任務(wù)緊急程度動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)先級(jí) | 生產(chǎn)線節(jié)拍波動(dòng)頻繁的場(chǎng)景 |
算法實(shí)現(xiàn)需支持離線仿真驗(yàn)證（如FlexSim）與在線自學(xué)習(xí)優(yōu)化（如強(qiáng)化學(xué)習(xí)）。
靜態(tài)路徑設(shè)計(jì)
采用Dijkstra算法構(gòu)建倉庫/工廠的最短路徑圖，支持多目標(biāo)避障（如A*算法擴(kuò)展）。
動(dòng)態(tài)路徑調(diào)整
通過實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)（激光雷達(dá)、視覺導(dǎo)航）檢測(cè)障礙物，觸發(fā)路徑重規(guī)劃。
案例：庫卡K-MReS系統(tǒng)可在0.5秒內(nèi)完成路徑重規(guī)劃并同步至AGV車隊(duì)。
任務(wù)隊(duì)列管理
設(shè)置優(yōu)先級(jí)隊(duì)列（如緊急訂單>普通物料），避免多AGV同時(shí)訪問同一區(qū)域 。
時(shí)空沖突預(yù)防
采用區(qū)域分區(qū)調(diào)度法：將作業(yè)區(qū)劃分為網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格僅允許單臺(tái)AGV進(jìn)入。
庫卡K-MReS系統(tǒng)通過時(shí)空坐標(biāo)預(yù)測(cè)算法實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人協(xié)同避障。
協(xié)議兼容性
支持OPC UA、MQTT等工業(yè)協(xié)議，確保與ERP/WMS系統(tǒng)無縫對(duì)接 。
硬件接口設(shè)計(jì)
配置多類型接口（RS485、CAN、以太網(wǎng)），支持快速擴(kuò)展傳感器、充電樁等設(shè)備 。
模塊化設(shè)計(jì)
采用微服務(wù)架構(gòu)，調(diào)度算法、路徑規(guī)劃等功能獨(dú)立部署，便于功能迭代 。
彈性擴(kuò)容方案
設(shè)計(jì)“主從式”集群架構(gòu)，新增AGV時(shí)自動(dòng)分配至空閑節(jié)點(diǎn)，避免系統(tǒng)重構(gòu) 。
