本發(fā)明涉及機器人綜合調(diào)度，更具體地說，本發(fā)明涉及一種融合多品牌的機器人綜合調(diào)度系統(tǒng)。
背景技術：
：：1、在當今制造業(yè)和物流業(yè)的自動化趨勢下，不同品牌的機器人系統(tǒng)被廣泛應用于生產(chǎn)線、倉儲、物流分揀等領域。然而，由于各品牌機器人控制系統(tǒng)和協(xié)議的差異，調(diào)度和協(xié)作往往受到限制。2、各品牌機器人使用的通信協(xié)議和控制接口差異較大，如tcp/ip、ethercat、can等不同總線協(xié)議以及專有控制協(xié)議。為了實現(xiàn)多品牌機器人互聯(lián)，通常需要開發(fā)一種通用協(xié)議轉(zhuǎn)換器或通信網(wǎng)關，進行數(shù)據(jù)格式和指令兼容的雙向轉(zhuǎn)換。3、由于不同品牌的機器人操作系統(tǒng)和運行環(huán)境不同（如ros、yasawamotoman、abbrapid等），需要一個異構系統(tǒng)集成平臺來匯聚所有機器人的狀態(tài)信息、實時數(shù)據(jù)及傳感器數(shù)據(jù)。4、數(shù)據(jù)融合與信息同步：在異構系統(tǒng)中，各機器人上報的狀態(tài)信息可能存在時間不同步或誤差問題。數(shù)據(jù)融合技術，如時間戳同步和數(shù)據(jù)校準，可確保不同品牌機器人在同一調(diào)度系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性。5、例如公告號為：cn116638528b的發(fā)明專利公告的一種柔性制造系統(tǒng)的多機器人聯(lián)合調(diào)度方法，動態(tài)調(diào)節(jié)遺傳算法的關鍵參數(shù)，控制遺傳算法的迭代搜索過程，從而提高算法的求解效率，實現(xiàn)車間的高效聯(lián)合調(diào)度。采用機器序列、工序序列和agv序列相匹配的三層編碼方式；首先進行算法初始化，計算當前種群中所有個體的適應值，記錄目前已搜索到的最佳個體；計算當前代種群的狀態(tài)數(shù)據(jù)，與上一代狀態(tài)數(shù)據(jù)比較得到回報值r，更新q-table，對當前代狀態(tài)數(shù)據(jù)進行離散化；根據(jù)離散狀態(tài)值、q-table行元素和ε-greedy策略選擇動作值a，執(zhí)行對應的遺傳算法參數(shù)調(diào)整動作；根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)執(zhí)行遺傳算法的選擇算子、交叉算子和變異算子，形成新的種群；若種群迭代達到最大迭代次數(shù)則輸出最佳個體及適應度值。6、例如公告號為：cn113256050b的發(fā)明專利公告的一種機器人環(huán)形存儲系統(tǒng)與agv混合調(diào)度方法及系統(tǒng)，包括如下步驟，屬于生產(chǎn)物料配送
技術領域：
：，包括：agv調(diào)度設備接收到物流區(qū)工作站發(fā)送的轉(zhuǎn)運任務并將其發(fā)送至生產(chǎn)執(zhí)行總控機；所述生產(chǎn)執(zhí)行總控機識別轉(zhuǎn)運任務生成物料暫存任務發(fā)送給機器人環(huán)形存儲系統(tǒng)。本發(fā)明在不改變整體大流程環(huán)節(jié)的前提下，設計一套適合搬運設備和分揀設備聯(lián)動的邏輯，使得搬運設備和揀選設備在作業(yè)上能夠?qū)崿F(xiàn)相互自動銜接，解決目前市場上該領域的空白。而且適配性高，不打亂原有設備的作業(yè)調(diào)度；柔性強，可兼容不同品牌、同場景作業(yè)的智能設備；減少人工作業(yè)，實現(xiàn)智能設備自主聯(lián)動，貫穿整個作業(yè)流程。7、上述公開的技術方案中，至少存在如下技術問題：任務切換時間間隔對于多品牌機器人系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和效率至關重要；任務切換時間間隔是指調(diào)度系統(tǒng)在安排不同品牌機器人切換任務時，設定的最小時間間隔；不同品牌機器人在執(zhí)行速度、系統(tǒng)響應時間和任務準備時間方面存在差異。適當?shù)娜蝿涨袚Q時間間隔可以使機器人系統(tǒng)有效銜接，避免因任務切換頻繁或過于緩慢而影響整體工作流。8、如果設置過高的任務切換間隔，各機器人在完成任務后會有較長時間處于等待狀態(tài)，導致資源浪費。這樣不僅會降低機器人利用率，還會使整個系統(tǒng)的產(chǎn)出效率降低，特別是在生產(chǎn)節(jié)奏緊湊的環(huán)境中，可能導致延遲并影響工序的連續(xù)性。9、當任務切換時間間隔設定過低，調(diào)度系統(tǒng)會過于頻繁地切換機器人任務，導致各品牌機器人因準備不足而在任務執(zhí)行時出現(xiàn)響應滯后或動作沖突。同時，頻繁的任務切換可能加速設備的損耗，縮短設備的使用壽命，且在任務執(zhí)行中容易發(fā)生干擾或碰撞風險，影響系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。10、現(xiàn)有技術在多品牌機器人系統(tǒng)中對任務切換時間間隔的設定缺乏靈活性，容易導致調(diào)度系統(tǒng)在資源利用率和任務銜接效率之間失衡，從而降低整體生產(chǎn)效率和設備壽命。針對上述問題，本發(fā)明提出一種解決方案。技術實現(xiàn)思路1、為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明的實施例提供一種融合多品牌的機器人綜合調(diào)度系統(tǒng)，通過對不同任務切換時間間隔下多品牌機器人調(diào)度效果分析，以解決多品牌機器人系統(tǒng)中對任務切換時間間隔的設定缺乏靈活性，容易導致調(diào)度系統(tǒng)在資源利用率和任務銜接效率之間失衡，從而降低整體生產(chǎn)效率和設備壽命的問題。2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：3、一種融合多品牌的機器人綜合調(diào)度系統(tǒng)，包括任務獲取模塊、機器人劃分模塊、任務分配模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊、效果評估模塊以及篩選模塊，模塊間存在連接；任務獲取模塊，用于調(diào)度系統(tǒng)從生產(chǎn)管理系統(tǒng)中獲取待執(zhí)行的任務列表，所述待執(zhí)行的任務列表按任務的優(yōu)先級、所需資源和執(zhí)行要求進行排序；機器人劃分模塊，用于將多品牌機器人基于性能進行梯度劃分，根據(jù)任務列表的任務量和機器人的梯度數(shù)量基于計算機隨機數(shù)，生成若干組任務切換時間間隔向量；任務分配模塊，用于實時檢測各品牌機器人狀態(tài)，篩選出若干個符合任務需求的機器人，并分別基于若干組任務切換時間間隔向量和任務列表給機器人分配任務，所述機器人狀態(tài)包括位置、電量、空閑狀態(tài)；數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取機器人執(zhí)行任務時的多機器人效率數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)；效果評估模塊，用于根據(jù)多機器人效率數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)基于機器學習構建任務切換時間間隔評估模型；篩選模塊，用于根據(jù)任務切換時間間隔評估模型的輸出和對應的任務切換時間間隔向量構建時間間隔評估效果展示模型，并進行數(shù)據(jù)分析，得到篩選后的任務切換時間間隔向量，應用于多品牌的機器人綜合調(diào)度。4、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述用于將多品牌機器人基于性能進行梯度劃分，具體為：系統(tǒng)通過傳感器和內(nèi)部數(shù)據(jù)接口收集各品牌機器人的性能數(shù)據(jù)，所述性能數(shù)據(jù)包括載重能力、速度、作業(yè)精度、電池續(xù)航、工作環(huán)境適應性；對所有機器人采集的性能數(shù)據(jù)進行標準化處理；將性能數(shù)據(jù)根據(jù)dbscan算法的密度聚類自動決定分簇的數(shù)量，得到需要分類的梯度數(shù)量和每個梯度的機器人數(shù)量；將任務列表的任務量通過所需任務時間進行量化；在保證任務量不變的情況下通過計算機隨機數(shù)，隨機生成若干組任務切換時間間隔向量，每組任務切換時間間隔向量包括與需要分類的梯度數(shù)量相同數(shù)量的任務切換時間間隔，并將所述任務切換時間間隔分別應用于對應梯度的機器人中。5、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述基于若干組任務切換時間間隔向量和任務列表給機器人分配任務，具體為：將生成的任務切換時間間隔向量與不同梯度的機器人匹配，每組向量中的時間間隔對應相同梯度的機器人；按排序后的任務列表依次將任務分配給符合條件的機器人，并按照設定的任務切換時間間隔執(zhí)行任務切換。6、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述多機器人效率數(shù)據(jù)包括多任務并發(fā)效率波動系數(shù)；所述多任務并發(fā)效率波動系數(shù)的具體獲取方法如下：獲取機器人群體的電池總?cè)萘?；記錄每次接到任務后機器人群體的響應時間，并計算平均響應時間；根據(jù)電池總?cè)萘颗c平均響應時間的比值，作為機器人群體的任務處理能力值；根據(jù)預設的任務執(zhí)行效率和恢復效率，計算獲得任務處理效率因子；根據(jù)效率因子和任務處理能力值計算多任務并發(fā)效率波動系數(shù)。7、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)資源利用率影響系數(shù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性影響系數(shù)；所述系統(tǒng)資源利用率影響系數(shù)的具體獲取方法如下：獲取機器人系統(tǒng)資源占比數(shù)據(jù)，所述機器人系統(tǒng)資源占比數(shù)據(jù)包括處理能力、存儲能力和網(wǎng)絡帶寬，根據(jù)機器人系統(tǒng)資源占比數(shù)據(jù)計算出機器人在執(zhí)行任務時除任務資源外的系統(tǒng)資源負載的平均值；根據(jù)預設的平均資源調(diào)度效率計算公式計算機器人平均資源調(diào)度效率；根據(jù)預設系統(tǒng)資源平均負荷效率計算公式結(jié)合系統(tǒng)資源負載的平均值計算出機器人系統(tǒng)資源平均負荷效率；根據(jù)機器人平均資源調(diào)度效率和機器人系統(tǒng)資源平均負荷效率的比值計算系統(tǒng)資源利用率影響系數(shù)。8、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述系統(tǒng)穩(wěn)定性影響系數(shù)的具體獲取方法如下：獲取機器人任務調(diào)度過程中的若干個的任務響應時間；在相同任務時間間隔內(nèi)，記錄每次任務切換的響應時間標準差和平均響應時間；根據(jù)任務響應時間的標準差和平均響應時間，計算任務響應時間變異系數(shù)；將任務響應時間變異系數(shù)基于預設的任務調(diào)度穩(wěn)定性影響系數(shù)計算公式，計算任務調(diào)度穩(wěn)定性影響系數(shù)。9、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述根據(jù)任務切換時間間隔評估模型的輸出和對應的任務切換時間間隔向量構建時間間隔評估效果展示模型，具體為：從任務切換時間間隔評估模型中獲取不同任務切換時間間隔向量對應的任務切換時間間隔評估系數(shù)；將x軸設為任務切換時間間隔向量，y軸表示為對應的任務切換時間間隔評估系數(shù)，建立直角坐標系，展示不同時間間隔下的評估效果；在直角坐標系上標出每組任務切換時間間隔向量對應的任務切換時間間隔評估系數(shù)，形成一系列標記點，并通過連線相鄰標記點，得到任務切換時間間隔的評估效果展示模型。10、在一個優(yōu)選的實施方式中，所述并進行數(shù)據(jù)分析，得到篩選后的任務切換時間間隔向量，應用于多品牌的機器人綜合調(diào)度，具體為：從任務切換時間間隔評估效果展示模型中獲取不同時間間隔向量對應的任務切換時間間隔評估系數(shù)的最大值；基于二階差分法計算相鄰兩個最大值之間的差異，再計算該差異的變化速度，從而獲得曲度信息；將變化曲度最大的y軸最大值對應的任務切換時間間隔向量確定為篩選后的任務切換時間間隔向量，并應用于多品牌的機器人綜合調(diào)度。11、本發(fā)明一種融合多品牌的機器人綜合調(diào)度系統(tǒng)的技術效果和優(yōu)點：12、1.本發(fā)明通過任務獲取模塊根據(jù)優(yōu)先級、資源需求和執(zhí)行要求對任務進行排序，確保關鍵任務優(yōu)先處理；機器人劃分模塊通過性能數(shù)據(jù)對機器人進行梯度劃分，合理分配任務負載；任務分配模塊依據(jù)機器人狀態(tài)和任務切換時間間隔向量進行實時任務分配，提高調(diào)度的靈活性與效率；數(shù)據(jù)獲取模塊通過多機器人效率數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化任務切換時間間隔，從而提高多任務并發(fā)處理效率、資源利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性，延長設備使用壽命，減少維護成本。整體技術方案能有效提升機器人調(diào)度系統(tǒng)的生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性，解決了多品牌機器人協(xié)同作業(yè)中的資源利用與任務銜接問題，具備了較高的實際應用價值。13、2.本發(fā)明通過分析多任務并發(fā)效率、系統(tǒng)資源利用率和穩(wěn)定性等因素，生成任務切換時間間隔評估系數(shù)，幫助精確評估最佳任務切換時機。進一步，基于評估模型輸出，篩選出最優(yōu)的任務切換時間間隔，從而提高多品牌機器人綜合調(diào)度的效率和穩(wěn)定性，最大化系統(tǒng)資源利用，具有顯著的技術優(yōu)勢。當前第1頁12當前第1頁12