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[期刊] 工业工程
[作者]
彭辉 赵宁 孙阳君
采用数字孪生技术对货到人拣货机器人系统RMFS(the robotic mobile fulfillment systems)进行研究,提出了针对RMFS系统的数字孪生模型构建方法并给出了数字孪生实例。实验数据表明,所构建的数字孪生系统可更好地描述RMFS系统AV(automatic vehicle)死锁和冲突的规律,可方便地随物理RMFS系统重构而重构,实现系统共生。数字孪生系统可为更好地理解RMFS系统内在规律,指导电商企业更好地使用RMFS系统提供帮助。
关键词：
数字孪生 RMFS 仿真 优化
[期刊] 物流技术
[作者]
唐淑华 刘高平 王遵义
针对目前电商仓库拣货方式的发展,对机器人拣货路径进行研究与优化。首先实现仓库地图的模拟,得到JAVA语言可识别的描述文件。其次通过JAVA语言实现对描述文件的信息提取与运用,并结合最邻近算法及迪杰斯特拉算法融合进行计算。然后通过JAVA语言与MySQL数据库结合进行避障算法的设计,得到可运行的方案。最后运用MATLAB得到模拟避障结果。测试结果表明,该设计可明显提高路径规划效率,避免道路堵塞等意外发生。
关键词：
机器人 拣货 路径规划 迪杰斯特拉算法
[期刊] 运筹与管理
[作者]
张经天 胡晓 翁迅 马莹 于潇
任务分配是影响移动机器人拣货系统效率的关键决策问题。针对具有差异化客户评级特征的业务场景，考虑系统的动态任务耗时特性和拣选站播种墙容量约束，提出了一种基于混合启发式算法的集中式任务分配方法。首先，在客户订单优先级约束下构建以最大完工时间最小为目标的任务分配优化模型。其次，考虑机器人在任务执行中因加减速、转弯、升降货架、排队等待导致的动态任务耗时以及播种墙容量限制，设计最大完工时间生成方案。随后，开发基于记忆精英种群的灾变自适应大邻域搜索算法(MEPCALNS)对模型进行求解，提高了传统自适应大邻域搜索算法的搜索深度和搜索效率。最后，通过数值实验证明了算法的有效性和稳定性。研究成果有利于提高移动机器人拣货系统的分拣效率。
[期刊] 工业工程
[作者]
李腾 冯珊
通过"货到人"拣选系统作业流程分析,提出了在分批下发订单任务的情况下的一种随机调度策略。以AGV(automated guided vehicle)完成所有任务的总时间最短为目标函数,以任务分配为决策变量,考虑进行调度时AGV所处的状态以及在完成任务过程中AGV在拣选台的排队等待时间,建立随机调度策略的数学规划模型。利用遗传算法进行求解,通过实例仿真,验证了随机调度策略较调度空闲AGV策略具有更高的拣选效率,同时解决了AGV调度与拣选序列问题,对AGV数量配置具有指导作用。
[期刊] 运筹与管理
[作者]
李腾 冯珊 宋君 刘金芳
在电商"货到人"拣选系统中,如何调度系统中的机器人并对任务进行合理地分配决定着整个系统的运行效率与成本。分析"货到人"拣选系统作业流程,建立机器人数量配置、机器人调度与机器人任务分配的双层规划模型。上层模型以批量订单完成总成本最小为目标函数,以机器人调度为决策变量,构建整数规划模型;下层模型以机器人完成所有任务的平均空闲率最小为目标函数,以任务分配为决策变量,考虑机器人在完成任务过程中由于调度、避障、路径规划等导致的行走距离不确定因素,构建鲁棒优化模型。上层的调度结果制约了下层的最小平均空闲率,下层的任务分配结果影响上层的最小成本,上下层结果共同决定机器人配置决策。利用遗传算法求解模型,通过实例仿真验证了模型的有效性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
董靖川 谭志兰 武晓鑫 刘晋东
该文建立了Diamond并联机器人多学科数字孪生模型，并在此基础上设计了一种数字孪生实验系统。该系统由并联机器人本体、实时数字孪生控制器、实验系统上位机构成。数字孪生控制器基于NI myRIO构建，运行并联机器人机械本体数字孪生模型和控制器数字孪生模型，并通过运动控制接口板与机器人伺服电机驱动器连接。上位机通过LabVIEW开发，并通过与数字孪生控制器的通信实现数据采集并显示实时状态。数字孪生实验系统可工作于仿真运行或实物运行模式，通过虚实结合方式使实验不受设备、场地、时间的限制，增强了安全性，有助于提高学生的探索兴趣和工程实践能力。
关键词：
数字孪生 运动控制 并联机器人
[期刊] 物流技术
[作者]
王成林 范鑫 张伟
在分析面向单元货物存拣一体化系统功能的基础上，以系统存储最大ＳＫＵ数、出入库能力两个主要指标对系统的总体能力进行了评价，对影响系统能力的要素进行了分析，同时利用ＦｌｅｘＳｉｍ软件构建了系统仿真模型，对设备利用率等进行定量分析，为面向单元货物配送中心的设计提供了依据。
关键词：
单元货物 存拣一体化 作业能力 配送中心
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
董靖川 张成君 王一成 王静涛 刘丽 卞鹏锡
开发了面向机器人抓取任务的视觉定位实验平台。该实验平台基于5自由度关节式机器人实现物料抓取,采用运动控制器及伺服电机进行控制。基于机器视觉的抓取目标定位系统采用Matlab软件开发,包含图像预处理、图像分割、目标识别、坐标计算、运动路径规划等。视觉定位系统能够识别多个被抓取对象的位置、姿态,并生成抓取运动指令,通过网络与机器人运动控制器通信实现自动抓取。该实验融合了机器视觉、机器人控制、机电一体化等多方面课程知识,具有良好的开放性和广泛应用性,有利于培养学生的工程实践能力和创新能力。
关键词：
机器人 视觉定位 图像处理 智能抓取
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗晶 陈金海 彭志轩 李杰 伍万能 周广兵
针对工业机器人成本高、开源性差和维护困难等问题，设计了一种基于机器视觉的机器人抓取实验系统。该系统利用机器视觉、深度学习和路径规划等技术对目标工件进行识别、定位，并完成抓取任务。机器人系统在结构设计上采用串联结构，利用无刷直流电机作为机器人关节的驱动机构。为了解决工件识别与定位问题，利用Pytorch框架下的深度学习模型，对工件图像进行处理，并利用YOLOV3算法对工件进行识别；基于机器人操作系统（ROS）实现机器人6自由度的运动学求解与运动规划；完成了系统总体与软硬件设计，并验证了机器人抓取试验系统的有效性。该系统具有成本低、灵活性好和高可靠性等优点，软硬件完全开源，便于日常实验和教学，提升了学生的动手能力和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李福 吴益飞 孔维一 王海梅 郭毓
针对自动化类机器人实验教学中理论计算抽象、实体实验复杂、环境构建困难、系统设备昂贵等问题,建设了复杂环境下智能机器人高危作业虚拟仿真实验教学平台。平台借助虚拟仿真技术,把高危复杂场景和机器人高端装备搬进虚拟实验室,在三维虚拟空间中再现智能机器人控制的核心要素,构建电力运维的复杂环境,动态呈现机器人的作业过程。实验还原度高,底层数据和模型源于科研实际,通过两个教学周期中的应用,有效锻炼了学生的创新思维与解决复杂工程问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王庞伟 王佳君 何昕泽 张名芳 李振华
该文首先通过分析交通类专业创新人才需求，建立了产教融合“双闭环”创新人才培养体系；然后，在人才培养体系基础上，整合路侧感知计算系统、驾驶模拟器等实验设备，并结合数字孪生方法，设计了适用于交通类专业的数字孪生实验系统；最后，从学生专业认知程度、课程满意度、竞赛获奖等多个角度对实验系统进行了评价。
关键词：
交通类专业 创新人才 数字孪生 实验系统
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孟庆森 张宏伟 王新环
为有效提高机器人自动化产线设计、调试的效率，解决实际设备调试风险高、试错成本高等问题，以三自由度机械手包装生产线为例，设计一种基于SIMIT、PLCSIM Advanced和MCD(mechatronics concept designer)的并联机器人数字孪生虚拟调试系统，采用MCD设计并建立机器人包装数字化工作站，利用TIAPortal进行硬件配置、工艺对象组态和PLC控制程序设计，通过SIMIT仿真电气部件行为模型和数据通信，实现了包装工作站的工序流程仿真、优化。结果表明：该系统能够有效验证并联机器人运动控制，完成生产线的协同调试。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李政清 侯森浩 韦金昊 唐晓强
针对用于物流仓储领域的平面四索并联机器人,提出一种基于视觉定位的自标定方法.通过相机和货架上的二维码获取末端动平台的位置,进行模型参数辨识和误差补偿,实现平面四索并联机器人的几何参数快速标定.首先,建立该索机器人的运动学模型;然后,提出基于该机器人构型的运动学参数标定方法及位姿测量方法;最后,通过计算机仿真和实验验证该标定方法的有效性.实验结果表明,该标定方法能够快速实现末端动平台的运动学标定,达到小于1mm的定位精度,满足仓储堆垛任务的定位误差要求.
[期刊] 物流技术(装备版)
[作者]
王成林 李琛 贾美慧 王琦 李晓杰 蔡宇祥
机器人是典型的机电一体化装置,它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果。目前机器人的应用领域日益扩大,现已广泛应用于物流业、制造业、交通运输业、原子能工业、医疗、海洋和太空的开发事业中。机器人技术的研究与应用水平,反映着一个国家的经济实力和科技发展水平。
[期刊] 中国科技论坛
[作者]
李梦洋 侯凯洋 翟东升
目前,机器人产业技术路线图的制定多以国家和地区层面的宏观规划为主,少有面向园区发展的机器人产业规划研究,而且现有研究都存在依赖领域专家知识和经验的主观局限性问题。因此,本文选取珠三角地区SSH高科技产业园区为研究案例,尝试利用专利挖掘技术辅助技术路线图制定,以减少主观依赖性;同时从发展动力、核心产品、关键技术和资源保障四个角度,构建适用于园区机器人产业实地发展的技术路线图,结合园区产业生态和产业技术路线图分析给出发展规划建议,以期实现园区机器人产业结构、保障资源的合理配置,促进科技与经济的有机结合,提升园区机器人产业的发展水平。
关键词：
机器人 技术路线图 产业规划 园区建设
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