自动化码头AGV电池备件配置与动态补货策略研究
工业工程资助企业:
上海宝信软件有限公司
企业导师: 胡兵

指导教师: 潘尔顺

项目成员: 袁海宾 吴京洋 甘泉

项目概述
子项目一以自动化集装箱码头换电式AGV系统为背景,研究配置优化问题。项目分为初始配置优化和安全库存决策两部分,通过分析AGV换电需求的随机性、电池衰退、各项故障等影响,作出决策。子项目二以自动化集装箱码头换电式AGV系统为背景,研究换电模式下的自动化码头AGV电能循环优化,对AGV换电策略与换电站充电决策两项任务进行了描述与优化。子项目三以自动化码头AGV电池备件补货场景为研究目标,在考虑电池在使用过程中的衰退情况的基础上通过仿真模型和马尔可夫决策模型动态决策电池备件补货策略。
项目目标
子项目一旨在通过决策电池数量和充电桩数量,最小化AGV换电系统的总运营成本,考虑各项故障的影响,设计安全库存策略,提升系统可靠性。子项目二旨在通过优化换电策略与充电决策,降低AGV的任务延迟,提升码头运营效率,减少码头充电成本。子项目三旨在通过研究自动化码头AGV电池衰退模型与构建考虑衰退的AGV电池备件动态补货模型,以优化电池订购与更新计划,降低自动化码头长期运营成本,提升运营效率。
项目成果
子项目一完成了正常运营并考虑衰退下的最优初始配置,并通过仿真模拟确定了安全库存方案,平衡了成本与可靠性,为自动化码头换电系统提供了优化方案。子项目二分别建立了AGV换电与换电站充电决策的两项MDP模型,利用LSTM网络对两项任务的序列数据进行了预处理,并分别利用mappo与ppo算法完成了两项问题的求解,相较于baseline均有明显提升。子项目三研究得到自动化码头AGV充换电系统仿真模型,对电池衰退情况与系统缺货情况得到详细的结果。同时研究得到在考虑电池衰退的情况下的电池备件补货策略。