【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模块化输送线系统，具体而言，涉及一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法、介质及系统。
技术介绍
1、随着物流业的快速发展，运输效率和配送能力已成为物流企业核心竞争力的关键因素。为提高物品运输和分拣的自动化水平，实现灵活高效的物料流转输送，模块化输送线系统在现代物流系统中得到了广泛应用。
2、传统的输送线系统多为固定式设计，由钢铁或铝合金材料制成，系统布局和线路无法灵活调整。这种系统往往需要根据工厂或仓库的实际布局进行定制化设计和安装，成本高、周期长、扩展性差。一旦系统需要改变布局，就必须拆卸重建，浪费资源且影响生产运营。
3、相比之下，模块化输送线系统具有结构紧凑、模块通用、组装灵活等优势。该系统由多个模块化输送线单元组装而成，每个单元都是完整的输送线路模块，具备驱动单元、托盘传动机构、控制系统等必备部件。单元之间采用标准化接口相互对接，可按需灵活组合形成各种拓扑结构，满足不同场景的应用需求。当生产线布局需要调整时，只需重新排布模块单元并更改接口连接，无需全部拆卸重建，大大节省了时间和成本。
4、不同生产车间或仓储区域对输送线路的需求差异很大，传统系统一次规划和建设就很难满足后续不断变化的需求。而模块化输送线系统可随时灵活增减单元，扩展或收缩线路长度，增加或删减分支线路，高度贴合实际需求。同时，模块化系统还可在线进行功能升级，例如增加智能分拣功能、监控设备等，有利于后续系统的智能化改造。
5、尽管模块化输送线系统具有诸多优势，但其拓扑结构优化设计仍面临诸多挑战。线路的
6、也就是说，现有技术对模块化输送线系统的拓扑结构更新时，往往基于人工经验，缺乏对模块化输送线系统的运行的整体流畅程度以及稳定性的考虑。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法、介质及系统，能够解决现有技术对模块化输送线系统的拓扑结构更新时，往往基于人工经验，缺乏对模块化输送线系统的运行的整体流畅程度以及稳定性的考虑的技术问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术的第一方面提供一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其中，包括以下步骤：
4、s10、获取模块化输送线系统的当前拓扑结构以及历史输送记录，所述输送记录包括输送路径、输送等待时长以及输送耗时；
5、s20、对所述历史输送记录按照所述拓扑结构的边进行统计，得到每一条边的输送记录；
6、s30、计算所述拓扑结构中每个节点的拥塞度；
7、s40、建立所述每一条边对应的输送线路的有限元模型，并根据所述有限元模型计算所述输送线路的薄弱区；
8、s50、利用受力累积效应，计算所述薄弱区的可靠传输量；
9、s60、获取所述模块化输送线系统待加入的新节点的相对位置，以及所述新节点的计划传输量；
10、s70、建立博弈模型，包括以所述模块化输送线系统的每个节点的总拥塞度最小为目标的上层模型和以所述模块化输送线系统的每条输送线路薄弱区的传输量最小的下层模型；
11、s80、求解所述博弈模型，得到最优的更新拓扑结构并对模块化输送线系统的拓扑结构进行更新。
12、在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法还可以做如下改进:
13、其中，所述拥塞度等于该节点的平均输送等待时长。
14、其中，所述建立所述每一条边对应的输送线路的有限元模型，并根据所述有限元模型计算所述输送线路的薄弱区的步骤，具体是：将输送线路等效为均匀连续体梁，采用位移场有限元近似，利用形函数矩阵将单元内任意点的位移与节点位移建立关系；根据位移-应变关系，得到单元应变；由虚功原理推出单元刚度矩阵和单元载荷矩阵，汇总各单元矩阵，建立整个输送线路的平衡方程，求解得到输送线路在载荷作用下的位移和应力分布；计算每个单元的最大等效应力，若大于输送线路材料的允许应力，则该单元属于薄弱区，将所有薄弱区的单元连接起来，即可获得输送线路上的薄弱区域。
15、其中，所述利用受力累积效应，计算所述薄弱区的可靠传输量的步骤，具体是：对于薄弱区的任意薄弱单元，其最大应力和最小应力的差值的一半为应力幅，利用basquin公式计算相应的疲劳寿命；引入安全系数，计算所述薄弱单元的可靠传输量；对于整个薄弱区，其可靠传输量为所有单元可靠传输量的最小值，所述可靠传输量越小，说明薄弱区的可靠性越低。
16、其中，所述获取所述模块化输送线系统待加入的新节点的相对位置，以及所述新节点的计划传输量的步骤，具体是：确定新节点的位置，计算新节点到现有各节点的距离，初步确定新节点与现有节点的连接方案；确定新节点的计划传输量，所述计划传输量由新节点所在区域的预计输送需求或产能估算得到，并应不超过现有线路薄弱区的可靠传输量。
17、其中，所述上层模型的目标函数是：
18、；
19、其中，为加权平均拥塞度，为节点的权重，为节点的平均输送等待时长，n为节点个数。
20、其中，所述下层模型的目标函数是：
21、；
22、其中为第个薄弱区单元的可靠传输量；为薄弱区单元索引集。
23、其中，所述博弈模型的约束条件至少包括：拓扑连通性约束、节点平衡约束、传输量约束、传输时间约束、新节点约束和非负约束。
24、本专利技术的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法。
25、本专利技术的第三方面提供一种模块化输送线系统的拓扑结构更新系统，其中，包含上述的计算机可读存储介质。
26、与现有技术相比较，本专利技术提供的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法、介质及系统的有益效果是：
27、1.本专利技术利用历史输送记录，按照拓扑结构的边进行统计，计算出每条边的平均输送效率，识别出效率低下的边，引入了节点拥塞度的概念，定量描述了每个节点的物品等待输送的平均时长，并通过节点权重，进一步计算出加权平均拥塞度，反映整个系统的整体通畅程度。
28、2.本专利技术将输送线路等效为有限元模型，基于材料力学原理，计算出线路在载荷作用下的应力分布，识别出应力集中的薄弱区。通过疲劳分析，进一步估算出薄弱区的可靠传输量，为新增节点的传输量规划提供了参考，避免了新的拓扑结构影响整个线路的稳定性。
29、3.建立了双目标博弈的优化模型，实现了系统拥塞度和薄弱区传输量的最小化，为新增节点的数量和部署位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述拥塞度等于该节点的平均输送等待时长。
3.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述建立所述每一条边对应的输送线路的有限元模型，并根据所述有限元模型计算所述输送线路的薄弱区的步骤，具体是：将输送线路等效为均匀连续体梁，采用位移场有限元近似，利用形函数矩阵将单元内任意点的位移与节点位移建立关系；根据位移-应变关系，得到单元应变；由虚功原理推出单元刚度矩阵和单元载荷矩阵，汇总各单元矩阵，建立整个输送线路的平衡方程，求解得到输送线路在载荷作用下的位移和应力分布；计算每个单元的最大等效应力，若大于输送线路材料的允许应力，则该单元属于薄弱区，将所有薄弱区的单元连接起来，即可获得输送线路上的薄弱区域。
4.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述利用受力累积效应，计算所述薄弱区的可靠传输量的步骤，具体是：对于薄弱区的任意薄弱单元，其最大应
5.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述获取所述模块化输送线系统待加入的新节点的相对位置，以及所述新节点的计划传输量的步骤，具体是：确定新节点的位置，计算新节点到现有各节点的距离，初步确定新节点与现有节点的连接方案；确定新节点的计划传输量，所述计划传输量由新节点所在区域的预计输送需求或产能估算得到，并应不超过现有线路薄弱区的可靠传输量。
6.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述上层模型的目标函数是：
7.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述下层模型的目标函数是：
8.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述博弈模型的约束条件至少包括：拓扑连通性约束、节点平衡约束、传输量约束、传输时间约束、新节点约束和非负约束。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行权利要求1-8任一项所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法。
10.一种模块化输送线系统的拓扑结构更新系统，其特征在于，包含权利要求9所述的计算机可读存储介质。
...【技术特征摘要】
1.一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述拥塞度等于该节点的平均输送等待时长。
3.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述建立所述每一条边对应的输送线路的有限元模型，并根据所述有限元模型计算所述输送线路的薄弱区的步骤，具体是：将输送线路等效为均匀连续体梁，采用位移场有限元近似，利用形函数矩阵将单元内任意点的位移与节点位移建立关系；根据位移-应变关系，得到单元应变；由虚功原理推出单元刚度矩阵和单元载荷矩阵，汇总各单元矩阵，建立整个输送线路的平衡方程，求解得到输送线路在载荷作用下的位移和应力分布；计算每个单元的最大等效应力，若大于输送线路材料的允许应力，则该单元属于薄弱区，将所有薄弱区的单元连接起来，即可获得输送线路上的薄弱区域。
4.根据权利要求1所述的一种模块化输送线系统的拓扑结构更新方法，其特征在于，所述利用受力累积效应，计算所述薄弱区的可靠传输量的步骤，具体是：对于薄弱区的任意薄弱单元，其最大应力和最小应力的差值的一半为应力幅，利用basquin公式计算相应的疲劳寿命；引入安全系数，计算所述薄弱单元的可靠传输量；对于整个薄弱区，其可靠传输量为所有单元可靠传输量的最小值...
【专利技术属性】
技术研发人员：张德学，何银，廖信鹏，苏世龙，崔建明，
申请(专利权)人：青岛山科人工智能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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