无线通信技术支持在智能工厂中，对部分可观测的运输多机器人系统进行在线调度

《Science China-Information Sciences》：Wireless communication empowers online scheduling of partially-observable transportation multi-robot systems in a smart factory

　　

摘要

在智能工厂中实现敏捷且可重构的生产流程依赖于在线多机器人任务分配（MRTA），这需要在线无碰撞和无拥堵地调度运输多机器人系统（T-MRS），例如协作式自动引导车辆（AGVs）。由于T-MRS与生产MRS之间的实时运行要求和动态交互，在动态工厂环境中进行部分可观测条件下的在线调度仍是一个重大且尚未充分研究的挑战。本文提出了一种新的基于通信的在线调度框架，该框架将无线机器对机器（M2M）网络与路径调度明确结合在一起，使AGVs能够交换意图信息（例如计划路径），以克服部分观测问题并协助进行复杂的在线调度计算。具体而言，我们将智能AGVs的意图和传感器数据视为新的M2M流量，并调整无重传的多链路传输网络以满足实时运行需求。这种以调度为目标的网络随后与基于模拟退火的MRTA方案和基于A*的拥堵感知路径调度方法相结合。这种集成的通信和调度方案允许AGVs动态调整无碰撞和无拥堵的路径，同时减少计算开销。数值实验展示了无线通信对T-MRS性能的影响，并表明与基于本地推理的基线方案相比，所提出的集成通信和调度方案显著提高了调度效率，即使在AGV负载较高且信道资源有限的情况下也是如此。此外，研究结果还表明，以调度为导向的无线M2M通信设计与人际通信有根本不同，这为无线网络智能工厂带来了新的技术机遇。