автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Управление погрузкой контейнеров на основе рационального размещения грузов с помощью роботизированного комплекса

004618644 На правах рукописи

ВАЛЕЕВ Руслан Сагитович

УПРАВЛЕНИЕ ПОГРУЗКОЙ КОНТЕЙНЕРОВ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ С ПОМОЩЬЮ РОБОТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА

Специальность: 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ЛЕН 20

Уфа-2010

004618644

Работа выполнена на кафедре вычислительной математики и кибернетики Уфимского государственного авиационного технического университета

Научный руководитель д-р техн. наук. проф.

Юсупова Нафиса Исламовна

Официальные оппоненты д-р техн. наук, проф.

Султанов Альберт Ханович, зав. кафедрой телекоммуникационных систем Уфимского государственного авиационного технического университета

канд. техн. наук

Камильяиов Артур Рамилевич,

инженер-программист

ООО «ДатаТех» группы компаний АйТи

Ведущая организация ГОУ ВПО «Уфимский государственный

нефтяной технический университет»

Защита диссертации состоится 17 декабря 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.03 Уфимского государственного авиационного технического университета по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "_"__2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

/3

В. В. Миронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Задача управления загрузкой контейнеров характеризуется непрерывным повышением требований к эффективности решения задачи размещения грузов с учетом их физических характеристик, а также требованием полной автоматизации загрузки на базе роботизированных комплексов. К основным физическим характеристикам грузов относят их габаритные размеры, вес, координаты центра тяжести. Совокупность упакованных грузовых единиц называется транспортным пакетом. Контейнер может содержать множество транспортных пакетов. От эффективности загрузки объема контейнера транспортными пакетами зависит стоимость его доставки, а учет технологических требований к смещению центра тяжести загруженного контейнера позволяет снизить риск его потери во время транспортировки, риск связан с нарушением устойчивости транспортного средства в процессе его перемещения. Управление загрузкой контейнера на базе роботизированного комплекса позволяет повысить качество и надежность выполнения технологических процессов в условиях жестких требований к эффективному использованию объема контейнера и технологических ограничений по смещению центра тяжести загруженного контейнера.

Фундаментальные научные результаты в области робототехнических комплексов отражены в работах следующих отечественных и зарубежных ученых: С. JI. Зенкевича, Б. Г. Ильясова, Р. А. Мунасыпова, Н. И. Юсуповой, А. С. Ющенко, Н. Woern, J. Craig и др.

Научные результаты в области методов определения положения центра тяжести летательных аппаратов, морских сухогрузов, определения смещения центра тяжести груза в железнодорожных вагонах отражены в работах отечественных и зарубежных ученых: А. Н. Романова, Ф. И. Гиревко, Д. Г. Заворотного, A. Imai, Е. Nishimura и др.

Задачи размещения грузовых единиц отражены в работах отечественных и зарубежных ученых: Э. А. Мухачевой, И. В. Романовского, А. А. Пегунина, Е. Е. Bischoff, P. Gilmore, R. Gomory и др.

Решение задачи управления загрузкой в контейнеры с учетом их физических характеристик является междисциплинарной предметной областью, в которой используются методы решения задач теории исследования операций, современной теории обработки и управления информацией в технических системах, что определяет сложность решения задач в данной предметной области, так как в ней сохраняются нерешенные задачи различных научных областей, а также появляются новые задачи, вызванные их взаимным влиянием.

К нерешенным задачам следует отнести принципы построения информационно-управляющей системы поддержки основных этапов сопровождения грузов при их хранении и транспортировке на базе роботизированных комплексов, а также методы и алгоритмы решения многокритериальной задачи размещения грузов в контейнерах с учетом их физических

характеристик. Эффективное решение этих задач возможно на базе применения основных принципов системного анализа, информационных моделей и эволюционных алгоритмов.

Таким образом, решение задачи управления загрузкой контейнеров с учетом их физических характеристик на базе роботизированного комплекса является актуальной и своевременной.

Цель работы

Целью диссертационной работы является повышение эффективности решения задачи управления размещением грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик на базе высокоэффективного метода размещения грузов в контейнере и автоматизации процессов погрузки с применением роботизированного комплекса.

Задачи исследования

Исходя из поставленной цели работы определен следующий перечень решаемых задач:

1. Разработать концепцию построения информационно-управляющей системы поддержки сопровождения грузов при их хранении и транспортировке на базе системного подхода, информационных моделей и учета их физических характеристик.

2. Формализовать задачу размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик на базе концептуальной и содержательной постановок. Выбрать формальные критерии для оценки эффективности решения задачи размещения грузов в контейнере.

3. Разработать многоуровневый метод решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик.

4. Разработать алгоритмы для реализации решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик.

5. Исследовать эффективность предложенного метода и алгоритмов с помощью численного эксперимента. Реализация и внедрение полученных теоретических результатов в виде моделей, алгоритмов прикладных программ управления погрузкой грузов в контейнерах, обеспечивающих эффективность поставленных задач.

Методы исследования

При работе над диссертацией использовались методы системного анализа для решения задачи построения информационно-управляющей системы погрузки грузов в контейнеры; методы обработки информации при поиске эффективных решений оптимизационных задач на основе модифицированного алгоритма решения задачи о рюкзаке, различных эвристических алгоритмов поиска решений поставленных задач. Использовался экспериментальный подход для анализа смещения центра тяжести груза с применением робота-манипулятора. При разработке алгоритмов и программного обеспечения использовались принципы объектно-ориентированного про-

граммирования. Для оценки эффективности полученных результатов использовались стандартные методы оценки результатов на базе численного эксперимента.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

1. Концепция построения информационно-управляющей системы поддержки сопровождения грузов при их хранении и транспортировке.

2. Формализация задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик на базе концептуальной и содержательной постановок.

3. Многоуровневый метод решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик.

4. Алгоритмы решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик.

5. Программная реализация и результаты оценки эффективности исследовательского прототипа роботизированной системы погрузки в контейнеры.

Научная новизна результатов

1. Предложена концепция построения информационно-управляющей системы сопровождения грузов при их хранении и транспортировке на основе вертикальной декомпозиции процессов управления роботизированным комплексом погрузки. Достижение цели управления обеспечивается на основе решения многокритериальной задачи размещения с учетом физических характеристик грузов.

2. Предложена формализованная постановка задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанная на представлении данной задачи как задачи многокритериальной дискретной оптимизации. При данной постановке задачи управления погрузкой в контейнер учитываются технологические требования к плотному размещению объектов и требования к области возможного отклонения центра тяжести контейнера.

3. Предложен многоуровневый метод решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанный на решении двухкритериальной задачи дискретной оптимизации на основе последовательной комбинации решения задачи плотного размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, а также перестановок и вращений грузов в рамках полученного решения задачи плотного размещения грузов в контейнере для обеспечения достижения критерия расположения центра тяжести контейнера в границах заданной области.

4. Предложены алгоритмы для реализации решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик на основе решений задачи о рюкзаке и эволюционных алгоритмов комбинаторной оптимизации. Их совместное использование на основе эвристических правил и критериев оптимизации позволяет адаптировать ход решения задачи

управления размещением грузов в контейнере с учетом номенклатуры контейнеров и грузов.

Обоснованность и достоверность результатов диссертации

Обоснованность результатов, полученных в диссертационной работе, базируется на использовании апробированных научных положений, методов исследования, корректном применении математического аппарата, согласовании новых научных результатов с известными теоретическими положениями.

Достоверность теоретических положений и выводов подтверждается результатами апробации разработанных алгоритмов размещения.

Практическая значимость результатов

Практическая значимость полученных результатов заключается в повышении эффективности функционирования роботизированной системы погрузки грузов в контейнеры, а также снижении возможности потери грузов при хранении и движении транспортных средств.

Использование предложенного метода двухкритериальной оптимизации позволяет использовать его в роботизированных системах, так как его реализация имеет полиномиальную алгоритмическую сложность.

Предложенные в работе алгоритмы реализованы с помощью различных программных систем Delphi, Matlab и показали свою эффективность в ходе моделирования и натурного эксперимента.

Результаты диссертационной работы использовались для решения задач рационального размещения грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик в ООО НПФ «РД Технология» в виде методов, алгоритмов и компьютерных программ

Связь исследований с научными программами

Исследования выполнялись с 2007 по 2010 г. на кафедре математики и кафедре вычислительной математики и кибернетики Уфимского государственного авиационного технического университета, а также в рамках совместных научных проектов Уфимского государственного авиационного технического университета и Института управляющих вычислительных систем робототехники Технического университета Карлсруэ (Германия). Работа поддержана грантами Президента РФ НШ-65497.2010.9, РФФИ 10-07-91330-HHUO, ИФ ВК 03 10 ХК.

Апробация работы

Основные научные и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих международных и российских научных конференциях и семинарах:

• Международная уфимская зимняя школа-конференция по математике и физике для студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2005;

• 32-я международная молодежная конференция «XXXII Гагаринские чтения», Москва, 2006;

• Всероссийская молодежная научная конференция «Мавлютовские чтения», Уфа, 2007;

• 9-я международная конференция по информатике и информационным технологиям (С81Т'2007,2010), г. Уфа, 2007; Москва-С.-Петербург, 2010.

• 14-я Байкальская международная школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск-Северобайкальск, 2008;

• Всероссийская конференция «Проблемы оптимизации и экономические приложения», Омск, 2009;

• 13-й Международный симпозиум по задачам информационного управления в производстве (1РАС), Москва, 2009;

• Всероссийская конференция «Дискретная оптимизация и исследование операций» (В0011-2010), Республика Алтай, 2010.

Публикации

Результаты диссертационной работы отражены в 15 публикациях, в том числе в 1 статье из списка ВАК РФ, 13 материалах международных и российских конференций, 1 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав основного материала, библиографического списка и содержит 130 страниц основного текста. Библиографический список включает 108 наименований литературы.

Выражаю благодарность профессору Э. А. Мухачевой за консультации и советы при выполнении исследований в области задач дискретной оптимизации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования в области решения задач управления размещения грузов в контейнерах, разработкой методов и алгоритмов обработки информации при размещении грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик: габаритных размеров, веса и расположения центра тяжести на базе роботизированных комплексов. Формулируется цель работы и решаемая в ней задача, обсуждается научная новизна и практическая ценность выносимых на защиту результатов.

В первой главе проводится анализ существующих подходов решения задач управления погрузкой грузов в контейнере.

На основе проведенного анализа принципов, методов и алгоритмов сделан вывод о том, что на сегодня в этой области существует целый ряд нерешенных задач.

С учетом вышеизложенного, в работе формулируются основные принципы построения роботизированных комплексов для решения задач управления погрузкой грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик: габаритных размеров, веса и расположения центра тяжести на базе роботизированных комплексов.

Во второй главе предложена концепция построения информационно-управляющей системы сопровождения грузов при их хранении и транспортировке на основе вертикальной декомпозиции процессов управления роботизированным комплексом погрузки и учете физических характеристик грузов. Отмечается, что достижение цели управления основано на решении многокритериальной задачи размещения грузов в контейнере при их хранении и транспортировке с учетом физических характеристик грузов.

Предложена формализованная постановка задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанная на представлении данной задачи как задачи многокритериальной дискретной оптимизации. Делается вывод, что в отличие от известных постановок данная постановка позволяет решить задачу управления погрузкой с учетом всех технологических требований, предъявляемым к результатам погрузки контейнера.

Предлагается иерархическая архитектура построения информационной системы управления рациональным размещением грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик на базе роботизированного комплекса погрузки.

На рис. 1 представлена структурная схема САУ роботизированным комплексом погрузки. САУ имеет иерархическую структуру, состоящую из следующих основных уровней: уровня планирования, уровня координации, уровня исполнения.

Для достижения глобальной цели рационального размещения грузов в контейнере с учетом физических характеристик необходимо на уровне планирования решить следующие задачи: планирование размещения грузов в контейнер, планирование траекторий движений робота-погрузчика, размещения грузов с учетом физических характеристик, анализа трехмерных сцен, коррекции траекторий движения. На уровне координации разработанной САУ решаются следующие задачи: управление манипуляцион-ной системой, коррекция задачи управления погрузочными операциями. На исполнительном уровне решается задача анализа физических характеристик груза с помощью силомоментного датчика, а также задача захвата груза.

Рисунок 1 - Структурная схема САУ роботизированным комплексом

погрузки

Предлагается математическая модель задачи плотного размещения грузов в контейнеры с учетом положения центра тяжести грузов.

В качестве исходной информации для этой модели используется следующий набор данных:

<W,L,H, п, w, /, h, m, С >, W, L, H, п, w, l, h, m, С е где W - ширина загружаемого контейнера; L - длина загружаемого контейнера; Я - высота загружаемого контейнера; п — количество грузовых единиц; w =( w/, ...,wv..,w„ )- вектор ширин грузов; 1 =(lh ...,li, ...,ln) - вектор длин грузов; h = (hh..,hb ...,hn ) - вектор высот грузов; т = {mj, т2 ,..., тп ) - вектор масс грузов, где т,- масса г'-го груза; С = (cgi ,cg2 ,.-.,cg„) -упорядоченное множество векторов координат центров тяжести заданных грузов; cgi = ( х,у т, ущт, гщт) - вектор координат центра тяжести г-го груза по осям х, у и z.

Решение рассматриваемой задачи представляется в виде набора данных:

<X, 7, Z, CG >,Х, Y, Z, CGet, гдеХ= (х/, x2,...,.xb...,x„ ), Y=(yi, y2l..„yh...,y„),Z = {zh z2,...,zb...,zn)-векторы координат переднего левого нижнего угла размещенных грузов; CG = ( X4 m Y4 m., '¿ц т.) - координаты расположения центра тяжести загруженного контейнера в допустимой области G, представляемую в нашем случае в виде цилиндра

G = (x-LI2)2+(y-W/2)2 =R2, q)

<z<h2,

где R ~ радиус основания цилиндра, hj,h2- границы значения допустимой высоты цилиндра.

Рисунок 2 - Пример размещения грузов в контейнере с заданной допустимой областью б расположения центра тяжести контейнера

На рис. 2 представлен пример размещения грузов с заданной допустимой областью С расположения центра тяжести контейнера.

Предложен многоуровневый метод решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанный на решении двухкритериальной задачи дискретной оптимизации на основе последовательной комбинации решения задачи плотного размещения грузов в контейнере и размещения их с учетом их физических характеристик. В отличие от известных методов размещения грузов учитывается критерий плотного размещения грузов в заданном объеме контейнера, а также решается задача переупаковки грузов на основе их перестановок и вращений для удовлетворения критерию расположения центра тяжести контейнера в границах заданной области (7.

Обобщенное представление алгоритмической структуры решения задачи размещения грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик представлено на рис.3.

Рисунок 3 - Обобщенное представление алгоритмической структуры решения задачи размещения грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик

В качестве первого критерия оптимизации для решения задачи размещения грузов с учетом их физических характеристик выбрано плотное размещение грузов в объеме контейнера, в рамках которого необходимо решить следующие две подзадачи.

Задача 1. Размещение грузов в контейнеры без ограничения их высоты.

Дано: набор исходных данных < W,L,H,n,w,l,h >. Требуется: минимизировать высоту занятой части контейнера

Я = max (z,- + hЛ -» min, пл

/ир W

где Р - множество различных размещений грузов.

Решение задачи рассматривается при следующих ограничениях:

1° ((*// =*/М*/7 =Xj +/у»л((уу/ =yj)v{yß =yj +Wj))A{{Zj[ =Zj)v{Zj[ = Zj +hj)).. где (xji.yß.ZjiJ-координаты / -й вершиньг j-го груза для j=l,...,«.

2V^Cy+^v^Gt^/^^ дий; ij = i,...,n.

3 > 0) л 0>г- > 0) Л (гг- > 0) Л (L > Ос,-+/,)) a(W> (у,-+w/)), для i=l,...,n.

Задача 2. Размещение грузов в контейнеры ограниченной высоты. Дано: набор исходных данных <W,L,H,n,w,l,h>. Требуется: минимизировать количество упакованных контейнеров N-^min, (3)

Р

где Р- множество различных размещений грузов.

Решение задачи рассматривается при следующих ограничениях: 1°-3° Задачи 1;

4°. (х.> 0) л (у. > 0) л ^. >0) л (L> (х, + /,)) л (W> (у. + Wf)) л (Я > (Z/ + Щ)). В качестве второго критерия оптимизации для решения задачи размещения грузов с учетом их физических характеристик выбран критерий размещения грузов с учетом их центров тяжести.

Решение задачи предлагается рассматривать в следующей постановке: задан следующий набор исходных данных < X,Y,Z,m,C > , где X,Y,Z- векторы координат переднего левого нижнего угла размещенных грузов. Необходимо минимизировать отклонение центра тяжести упакованного контейнера от его геометрического центра (точки пересечения диагоналей):

d = i<,X4.m.-LI2)2 +(Y4.m-W/2)2+(Z4M-H/2)2 ->min, Ш

где

¡=1 I i=\ ;=] I Ы «I / ;=I

Хцт,, Уц т , 2ц гги - координаты центра тяжести загруженного контейнера

х'ц.т.у\т.2ч.т. - координаты центра тяжести г'-го груза;

от, - масса /-го груза.

Решение данной задачи рассматривается при следующих ограничениях:

{х~хцт)2 + (у-уцт)2 < Д2,

В конце главы делается вывод о необходимости разработки алгоритмов, обеспечивающих эффективную реализацию предложенного метода с учетом различной номенклатуры контейнеров и грузов.

В третьей главе предложены алгоритмы для реализации решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, базирующиеся на решении задач дискретной оптимизации на основе решения задачи о рюкзаке и эволюционных алгоритмов.

Алгоритм размещения грузов ftDBPWl)

Задача 1 Задача 2 ванные: Входные л арные: №. 1.. Н- размеры коктежера:», ./г Ь,-размеры размеры контейнера;», ,/,, Л,- ■ размеры грузов; грузов; Выходные данные: Выходные датые: И- высота контейнера; Х,УД -векторы координат • И-число контейнеров; Х.УД-в.ееторы координат переднего левого нижнего угла размещенных грузов переднего левого нижнего угла размещенных грузов

Процедура 1.Упаковка основания контейнера W*L заполняется прямоугольниками /(-»¡(основания грузов) по методу двухмерной упаковки(алгоритм (следующий подходящий«* решение задачи (0-11-рюкзак алгоритмом ROMPA)

Да ~--^__Если_все грузы ^пакомны-------- Нет

Конец работы алгоритма Процедурз2

Процедура 2. Упаковка оставшихся грузов

До тех пор, пока не размещены все оставшиеся грузы, выполнить:

Найти наибольшие по площади прямоугольники - основания с размерами 1, > I, И*1, ■ и<, ш11, являющиеся верхней грань» самого низкого груза из уже размещенных, которые не пересекаются с основаниями уже упакованных грузов, и выполнить их упаковку оставшимися грузами согласно алгоритму двухмерной упаковки.

Вычислить значение целевой функции упаковки (Н, если решается Задача!, либо N. если решается Задача 2).

—получена упаковка с лучшим значением целевойфуни}Щ1—— Да " ^^^__— Нет

Конец работы алгоритма Процодура1

Рисунок 4 -

Структурограмма алгоритма размещения грузов в контейнеры

В £'.50

агоет

Отмечается, что в отличие от известных подходов, выбор их комбинации определяется применением эвристических правил и критериев, что позволяет адаптировать ход решения задачи в зависимости от различной номенклатуры контейнеров и грузов.

Структурограмма алгоритма размещения грузов в контейнеры представлена на рис. 4.

В рамках выполненных исследований выполнен анализ эффективности работы предложенного алгоритма размещения грузов в контейнеры.

На рис. 5 представлены результаты численного эксперимента.

Класс мелких грузов Класс разнородных грузов

ОЕ'&С-

Мелки грузы Среда? ршяедьш грры

о еж

«ЕМО ОЗИРМ. □ МЕА

Класс средних грузов

Средние значения работы алгоритмов

Рисунок 5 - Результаты анализа эффективности алгоритма трехмерного размещения

Структурограмма алгоритма размещения грузов на основе эволюционного алгоритма (1 + 1 )-ЕА представлена на рис. 6.

На рис. 7 представлен пример реализации предложенного двухэтапно-го метода размещения контейнеров на базе разработанных алгоритмов для 12 грузовых единиц.

В конце главы делается вывод об эффективности разработанных алгоритмов управления размещением грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик.

Входные данные: Х,У7 -векторы координат переднего левого нижнего угла размещенных грузов; С = (сд, ,сд,.....сд,) - вектор центров тяжести грузов, где с$= (, у, , г 11Я) ■ вектор координат центра тяжести ко груза по осям х, у и г ш ■ (т,, га,.....т,) - вектор масс грузов, где щ- масса 1-го груза Выходные данные: d • отклонение центра тяжести упакованного контейнера от центра (точки пересечения диагоналей); К-количество операций вращения грузов роботом-погрузчиком.

Процедура 1. Генерация начального решения 8Л. В качестве начального решения з* предлагаемого алгоритма выступает начальное отклонение центра тяжести упакованного контейнера Л и размещение грузов, полученное алгоритмов трехмерного размещения.

Процедура 2. Минимизация отклонения центра тяжести (1 и минимизация количества операций К.

Для г=0до выполнить:

Процедура 1 Мутация первоначального решения: вращение грузовой единицы на 180", и подсчет числа вращений К. Получаем решен» <К

Процедура4. Определение отклонения d

^дГ—-----__----------"

d"'=d' подсчет числа вращени* К d"'=d'

1= ttf

Процедура 5. Выбирается упакованный контейнер с наименьшим отклонешем положения центра тяжести (лучший результат работы алгоритма). Конец работы алгоритма.

Рисунок 6 - Структурограмма алгоритма размещения с учетом центра тяжести контейнера на основе эволюционного алгоритма (1+1 )-ЕА

Рисунок 7 - Пример решения задачи многокритериальной оптимизации на базе разработанного метода погрузки контейнеров

Делается также вывод о необходимости разработки роботизированного комплекса для автоматизации решения задачи управления погрузкой в контейнеры.

В четвертой главе выполнено исследование эффективности предложенного метода управления размещением грузов в контейнерах и алгоритмов на реальных примерах, при этом учитывались возможные отклонения размеров грузов и контейнеров от заданных.

Рассматриввается программный прототип решения задачи управления погрузкой грузов в контейнеры на базе пакетов Matlab, Delphi, в которых реализованы элементы предложенной информационно-управляющей системы: модуль считывания данных с силомоментного датчика и вычисления координат центра тяжести грузовой единицы, а также модуль решения задач оптимизации размещения грузов в контейнерах.

В конце главы на основе результатов численного эксперимента делается вывод об эффективности предложенных алгоритмов решения управления погрузкой грузов в контейнеры.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложена концепция построения информационно-управляющей системы сопровождения грузов при их хранении и транспортировке на основе вертикальной декомпозиции процессов управления роботизированным комплексом погрузки, анализом физических характеристик грузов на различных этапах сопровождения. Показано, что данный подход позволяет обеспечить достижение цели управления на основе решения многокритериальной задачи размещения с учетом физических характеристик грузов на различных этапах сопровождения грузов: хранения и транспортировки.

2. Предложена формализованная постановка задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанная на представлении данной задачи как задачи многокритериальной дискретной оптимизации, что позволяет решить задачу управления погрузкой с учетом основных технологических требований при сопровождении грузов.

3. Разработан многоуровневый метод решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанный на решении двухкритериальной задачи дискретной оптимизации на основе последовательной комбинации решения задачи плотного размещения грузов, а также перестановок и вращений грузов в рамках полученного решения задачи плотного размещения грузов в контейнере, что позволяет обеспечить выполнение критерия расположения центра тяжести контейнера в границах заданной области.

4. Разработаны алгоритмы для реализации решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик на основе решений задачи о рюкзаке и эволюционных алгоритмов комбинаторной оптимизации, что позволяет обеспечить эффективное решение с учетом номенклатуры контейнеров и грузов.

5. Предложенные в работе теоретические положения реализованы в виде алгоритмов и прикладного программного обеспечения управления погрузкой грузов в контейнеры. Предложенная роботизированная система погрузки грузов в контейнеры позволяет повысить эффективность решения задачи управления погрузкой на 10- 15%.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикация из списка ВАК

1. Локальный поиск размещения товарных позиций на базе анализа их номенклатурной принадлежности / Э.А. Мухачева, P.C. Валеев // Информационные технологии. 2010. № 6. С. 18—23.

Другие публикации

2. Планирование оперативных перевозок грузов малым потребителям / Р. С. Валеев // Материалы международной зимней школы-конференции по математике и физике для студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа, 2005. С. 10-13.

3. Оптимальное размещение элементов на основе эволюционного алгоритма / Р. С. Валеев // XXXII Гагаринские чтения : материалы междунар. молодежи, конф., М.: МАТИ, 2006. С. 5.

4. Использование топологических структур для конструирования плотных упаковок / Р. С. Валеев // Мавлютовские чтения : матер. Всерос. молодежи, науч. конф., Уфа: УГАТУ, 2007. С. 12.

5. Применение топологических структур для построения прямоугольных упаковок / Р. С. Валеев // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2007): матер. 9-й Международ, конф., Красноусольск - Уфа : УГАТУ, 2007. С.34 -38. (Статья на англ. яз.)

6. Локальный поиск ортогональных упаковок с использованием решений задачи (0-1)-рюкзак / А. Ф. Валеева, Р. С. Валеев, Э. А. Мухачева // Методы оптимизации и их приложения, Иркутск-Северобайкальск тр. XIV Байкальск. междунар. шк.-сем., 2008. С. 338-346.

7. Задача ортогональной упаковки поиска решений в окрестности с эффективной нижней локальной границей / Р. С. Валеев // Актуальные проблемы в науке и технике. // Сб. ст. 3-й Всерос. зимн. шк.-сем. аспирантов и молодых ученых (20-23 февраля 2008). Уфа: Диалог. 2008. Т.1. С. 94-97.

8. Локальный поиск ортогональных упаковок с использованием задачи о (0-1)-рюкзаке / Р. С. Валеев // Проблемы оптимизации и экономические приложения : Всерос. конф. Омск, 2009. С. 215.

9. Локальный поиск ортогональных упаковок: использование точных решений задачи о (0-1) рюкзаке / А. Ф. Валеева, Р. С. Валеев, А. С. Филипо-ва // Проблемы управления информацией в производстве : тр. 13-го симп. ИФАК. М.: ИПУ РАН, 2009. С. 1137-1141. (Статья на англ. яз.)

10. Нижние границы для задачи упаковки / В. М. Картак, М. А. Меся-гутов, P.C. Валеев // Проблемы управления информацией в производстве : тр.

13-го симп. ИФАК. М.: ИПУ РАН, 2009. С. 2003-2007. (Статья на англ. яз.)

11. Обзор основных моделей теории логистики / P. C. Валеев // Принятие решений в условиях неопределенности : межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2009. Вып. 6. С. 119-124.

12. Рациональное размещение грузов в контейнер с требованиями к положению центра тяжести на основе роботизированного комплекса / Р. С. Валеев, Б. Хайн, X. Вёрн // Дискретная оптимизация и исследование операций : матер. Всерос. конф. Республика Алтай: ИМ СО РАН, 2010. С. 111. (Статья на англ. яз.)

13. Рациональное размещение грузов в контейнере с учетом требований размещения центра тяжести на базе роботизированного комплекса /Р. С. Валеев, Б. Хайн, X. Вёрн // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2010) : матер. 12-й Международ, конф., М. - СПб., 2010. Т.2. С. 16-20. (Статья на англ. яз.)

14. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2010615518. Вычисление центра тяжести груза с применением силомоментного датчика

/ Р. С. Валеев // М.: Роспатент, 29 июня 2010.

15. Размещение грузов с учетом их физических характеристик с помощью роботизированного комплекса / Н. И. Юсупова, Р. С. Валеев // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2010): матер. 12-й Международ. конф., М. - СПб., 2010. Т. 3. С. 30-33. (Статья на англ. яз.)

Диссертант

Р. С. Валеев

ВАЛЕЕВ Руслан Сагитович

УПРАВЛЕНИЕ ПОГРУЗКОЙ КОНТЕЙНЕРОВ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ С ПОМОЩЬЮ РОБОТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА

Специальность: 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 13.11.2010. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0.Усл. кр. - отт. 1,0. Уч. - изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 451. ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ПЛОТНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ В КОНТЕЙНЕРАХ ПРИ ХРАНЕНИИ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ.

1.1 Анализ грузопереработки в логистических процессах.

1.2 Анализ основных рисков возможной потери груза в процессах хранения и транспортировки.

1.3 Анализ методов и алгоритмов размещения грузов в контейнеры.

1.4 Анализ задачи определения центра тяжести загруженного контейнера.

1.5 Основные системные принципы построения роботизированного комплекса размещения грузов в контейнерах.

Выводы по первой главе.

Задачи, решаемые в диссертационной работе.49'

ГЛАВА 2. ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ В КОНТЕЙНЕРЫ НА БАЗЕ РОБОТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА.

2.1 Информационно-управляющая система размещения грузов в контейнеры на базе робота-погрузчика.

2.2 Формализованная модель задачи плотного размещения грузов в контейнеры с учетом положения центра тяжести.

2.3 Задача многокритериальной оптимизации.

2.3.1 Методы решения задачи многокритериальной оптимизации.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. МНОГОУРОВНЕВЫЙ МЕТОД И АЛГОРИТМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ В КОНТЕЙНЕРАХ С УЧЕТОМ ИХ ФИЗИЧЕКСИХ ХАРАКТЕРИСТИК.

3.1. Алгоритм рационального размещения грузов в контейнеры.

3.2 Многоуровневый метод размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик и алгоритмы его реализации.

3.3 Метод размещения различных товарных единиц на складе.

3.4 Метод нахождения центра тяжести товарной единицы с использованием силомоментного датчика.

3.5 Эволюционные алгоритмы размещения грузов в контейнерах.

3.6 Поэтапный метод размещения грузов в контейнерах.

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОГО МЕТОДА И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ РАЗМЕЩЕНИЕМ ГРУЗОВ В КОНТЕЙНЕРЕ.

4.1. Архитектура роботизированного комплекса погрузки грузов в контейнеры.

4.2. Анализ результатов исследования эффективности алгоритмов размещения грузов в контейнерах с учетом физических характеристик грузов.

4.3 Методика разработки программной системы считывания данных с силомоментного датчика и вычисления центра тяжести.

Выводы по четвертой главе.

Выводы по четвертой главе

В четвертой главе представляется роботизированная система погрузки в контейнер, в которой робот манипулятор отвечает за анализ физических характеристик грузов и погрузку в контейнер с учетом физических характеристик грузов.

Результаты численных экспериментов, которые были проведены для решения задачи двухмерного размещения прямоугольников, который лежит в основе алгоритма трехмерного размещения грузов , подтверждают достаточную эффективность метода расчета оптимума с использованием решений задачи о рюкзаке.

Решения, полученные с использованием задачи «(0—1)—рюкзак», сопоставимы или оказываются лучше результатов других алгоритмов двухмерного размещения.

Кроме того, приводятся результаты алгоритма трехмерного размещения грузов в контейнеры с учетом физических характеристик, также подтверждающие эффективность разработанного алгоритма для различных классов задач ,таких как: мелкие грузы, средние грузы, разнородные грузы.

Результаты натурного эксперимента показали высокую эффективность алгоритма определения смещения центра тяжести, что позволяет сделать вывод о том, что применение силомоментного датчика для решения задачи определения веса и координат центра тяжести груза, укрепленного на схвате робота-манипулятора обеспечивает решение задачи на исполнительном уровне системы управления погрузкой в контейнерах при анализе физических характеристик грузов.

118

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе поставлена цель повышения эффективности решения задачи управления размещением грузов в контейнерах с учетом их физических характеристик на базе высокоэффективного метода размещения грузов в. контейнере и автоматизации процессов погрузки с применением роботизированного комплекса. Для достижения цели решены следующие задачи:

1. Предложена концепция построения информационно-управляющей системы сопровождения грузов при их хранении и транспортировке на основе вертикальной декомпозиции процессов управления роботизированным комплексом погрузки, анализом физических характеристик грузов на различных этапах сопровождения. Показано, что данный подход позволяет обеспечить достижение цели управления на основе решения многокритериальной задачи размещения с учетом физических характеристик грузов на различных этапах сопровождения грузов: хранения и транспортировки.

2. Предложена формализованная постановка задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанная на представлении данной задачи как задачи многокритериальной дискретной оптимизации, что позволяет решить задачу управления погрузкой с учетом основных технологических требований при сопровождении грузов.

3. Разработан многоуровневый метод решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик, основанный на решении двухкритериальной задачи дискретной оптимизации на основе последовательной комбинации решения задачи плотного размещения грузов, а также перестановок и вращений грузов в рамках полученного решения задачи плотного размещения грузов в контейнере, что позволяет обеспечить выполнение критерия расположения центра тяжести контейнера в границах заданной области.

4. Разработаны алгоритмы для реализации решения задачи размещения грузов в контейнере с учетом их физических характеристик на основе решений задачи о рюкзаке и эволюционных алгоритмов комбинаторной оптимизации, что позволяет обеспечить эффективное решение с учетом номенклатуры контейнеров и грузов.

5. Предложенные в работе теоретические положения реализованы в виде алгоритмов и прикладного программного обеспечения управления погрузкой грузов в контейнеры. Предложенная роботизированная система погрузки грузов в контейнеры позволяет повысить эффективность решения задачи управления погрузкой на 10 - 15%.

1. Борисовский П.А., Еремеев А.В. О сравнении некоторых эволюционных алгоритмов // Автоматика и телемеханика. 2004. № 3. С. 3-9.

2. Бурдаков С.Ф., Мирошник И.В., Стельмаков Р.Э. Системы управления движением колесных роботов. СПб: Наука, 2001.232с.

3. Валеев P.C. Обзор основных моделей теории логистики / Принятие решений в условиях неопределенности. Межвузовский научный сборник, вып. 6, Уфа 2009. с.23-25

4. Валеев P.C. Применение топологических структур для построения прямоугольных упаковок (статья на англ. языке)// The 9Л International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2007), Krasnousolsk, Ufa, Russia, 2007

5. Волкова B.H., Денисов A.A. Теория систем и системный анализ: учебник для вузов/М.: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2010.- 679с.

6. Воробьев Е.И. и др. Механика роботов (в 3-х книгах) / Под. ред. К.В. Фролова и Е.И. Воробьева. Учебн. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1988.

7. ГОСТ 26653-90. Подготовка генеральных грузов к транспортированию. Общие требования. Межгосударственный стандарт.

8. Зенкевич С.Л., Ющенко А.С. Основы управления манипуляционными роботами: учебник для вузов. — 2-е изд., М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 480с.

9. Жуков Jl.А., Корчевская О.В. Метод плоскостей: численный эксперимент для задач двух и трехмерной ортогональной упаковки // Информационные технологии, 2008. № 11. - С. 41-45.

10. Иванов Д.А. Логистика. Стратегическая кооперация/М.: Вершина, 2006. -176с.

11. Иродов И.Е. Основные законы механики. М.: Высшая школа. 1997.

12. Канке A.A. Основы логистики: учебное пособие/М.: КНОРУС, 2010. -576с.

13. Киреева Н.С. Складское хозяйство: учеб. пособие // М.: Издательский центр «Академия», 2009. -192с.

14. Логистика: учебное пособие / Под ред. Б.А. Аникина, Т.А. Родкиной. -М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2008. 408с.

15. Маркеев А.П. Теоретическая механика. Учебник для вузов. 2007.

16. Мухачева Э.А., Валеев P.C. Локальный поиск размещения товарных позиций на базе их номенклатрурной принадлежности // Информационные технологии, 2010. № 6. С. 14-26.

17. Мухачева Э.А., Валеева А.Ф., Валеев P.C. Локальный поиск ортогональных упаковок с использованием решений задачи (0-1)-рюкзак // XIV Байкальская международная школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск-Северобайкальск. 2008. с. 34-38.

18. Мухачева Э.А., Валеева А.Ф., Картак В.М., Мухачева A.C. Модели и методы решения задач ортогонального раскроя и упаковки: аналитический обзор и новая технология блочных структур // Информационные технологии. Приложение. 2004. №5. 31с.

19. Мухачева Э.А., Валеева А.Ф., Тоцков И.Е. Методы решения задачи параллелепипедной упаковки на базе алгоритма динамического перебора//Информационные технологии. 2001. №1. С. 21-29.

20. Мухачева Э.А., Сурначев М.Ю. Задача параллелепипедной упаковки: декодер на базе блочных структур //Принятие решений в условиях неопределенности: Межвуз.науч.сб.Уфа: УГАТУ, 2005. с.51-55.

21. Модели и методы теории логистики. Учебное пособие. 2-е изд./ Под ред. B.C. Лукинского.- СПб.: Питер, 2008. 448с.

22. Норенков И.П. Эвристики и их комбинации в генетических методах дискретной оптимизации // Информационные технологии. 1999. № 1. С. 2-7.

23. Ногин В. Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004. С. 34-39.

24. Подиновский В. В, Ногин В. Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2007. С. 17-26.

25. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность. М.: Мир. 1985. 512 с.

26. Романов А.Н., Гиревка Ф.И., Заворотный Д.Г. Определение смещения центра тяжести груза в железнодорожном выгоне // Промышленные измерения. Контроль. Автоматизация. Диагностика (ПиКАД). №3. 2007. с.34-35.

27. Романовский, И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1977. - 88 с.

28. Степанов В.И. Логистика:учеб. М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 20078. - 488с.

29. Соболь И. М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями // М.: Дрофа. 2006. С. 54-78.

30. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник: Учебн. пособие для вузов./Под ред. В.Н. Волковой, В.Н. Козлова. — М.: Высш.шк., 2004. 616с.

31. Тжаскалик Тадеуш. Введение в исследование операций с применением компьютера // М.: Горячая линия Телеком. 2009.

32. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация: теория, вычисления и приложения // М.: Радио и связь. 1992. С. 396-405.

33. Юсупова Н.И., Иванова Е.И, Фаттахов Р.В., Сметанина О.Н. Информационное обеспечение управления и контроля. М.: Машиностроение, 2008. -280с.

34. Юсупова Н.И., Шахмаметова Г.Р., Никифоров Д.В. Моделирование поиска траектории многозвенного манипулятора на основе генетического подхода с использованием экспертной системы// Мехатроника.-М: Издательство «Машиностроение».- 2001.- №6.-С. 3438.

35. Юсупова Н.И., Верн X., Шахмаметова Г.Р., Камильянов А.Р. Поиск траекторий движения многозвенного манипулятора из заданной начальной конфигурации к цели в сложном 3-х мерном пространстве// CSIT'2007: Тр. 9-й междунар. конф. Уфа, 2007. Т.1. -С. 12-15.

36. Anderson R.J., and Spong M.W. Hybrid Impedance Control of Robotic Manipulators//IEEE Journal of Robotics and Automation., vol.4. №5. 2009. p. 549-556.

37. Arai Т., Umeda K. Vision system for part disassembly using a height-speed range sensor // Proceedings of the 1993 IEEE Toshiba International Workshop on Advanced Robotics, Japan. 1993. 2007. p. 59-64.

38. Blum C., Roli A. Metaheuristics in Combinatorial Optimization: Overview and Conceptual Comparison//TR/IRIDIA/2001. 37 p.

39. Boehnke K. Object localization in range data for robotic bin packing // Proceedings of the 3rd Annual IEEE Conference on Automation Science and Engineering Scottsdate, AZ, USA, 2007. p.572-577.

40. Bischoff E.E., Marriott M.D. A comparative evaluation of heuristics for container loading // European Journal of Operation Research. 44(1990). P. 267-276.

41. Bischoff E.E., Marriott M.D. A comparative evaluation of heuristics for container loading// European Journal of Operation Research. 44(1990). P. 267-276.

42. Bischoff E.E., Ratcliff M.S.W. Issues in the Development of Approaches to Container Loading // Omega, Int'U. Management Science, vol. 23. № 3. 1995. P. 377-390.

43. Bortfeldt A., Mack D. A heuristic for three-dimensional strip packing problem // European Journal of Operation Research. 183(2007). P. 12671279.

44. Gehring H. Applying tabu search to container loading problems // Operations Research Proceedings 1997. Springer. Berlin. 1998. P. 533538.

45. Bortfeldt A., Gehring H.A genetic algorithm for the container loading problem // European Journal of Operation Research. 131(2001). P. 143161.

46. Burke E.K., Kendall G. Search Methodologies: Tutorials in Optimization and Decisions. Support Techniques. Springer Science+Business Media, LCC. 2005. 600 p.

47. Canudas de Wit C., B. Siciliano and G. Bastin (1996). Theory of robot control. Springer-Verlag, London.

48. Crainic T.G., Perboli G and all.TS2 PACK: A two-level tabu search for the three-dimensional bin packing problem// European Journal of Operation Research. 195(2009). P. 744-760.

49. Czyzak P., Jaszkiewicz A. Pareto simulated annealing—a metaheuristic technique for multiple-objective combinatorial optimization // Journal of Multi-Criteria Decision Analysis. 1998. Vol. 7, p. 34-47.

50. Dianhuang X. and Xunwen Z. A Method of Testing Force Sensor's Real Dynamic Characteristics/ZProceedings of the 7th World Congress on Intelligent Control and Automation. 2008. China. P.4299-4302.

51. Diestel-Feddersen B., Milighetti. Strukturvariable Regelung eines humaoiden Roboterarmes mit bildgebenden und Kraft-Momenten-S ensoren. Institut Informations-und Datenverarbeitung. 2005. s.2-19.

52. Dipl.-Ing. Suei Jen Chen. Study work: "Work of the 6D force-torque sensor", Karlsruhe institute of technology (KIT), Karlsruhe, Germany, 2010.

53. Dreo J., Retrowski A., Siarry P., Taillard E. Methaheuristics for hard optimization: Methods and case studies //Springer, 2005.

54. Ducker M. Matrix and Vector Manipulation for Computer Graphics. http://www.strangecreachons.com/library/graphics.

55. Dousland K.A., Dousland W.B. Packing problems // European Journal of Operational Research. 1992. N56. P. 2-14.

56. Garcia J. Gamez, Robertsson A., Gomez Ortega J. and Johansson R. Automatic Calibration Procedure for a Robotic Manipulator Force Observer // International Conference on Robotics and Automation. Barcelona, Spain, April 2005.p.2709-2714.

57. Garcia J. Gamez, Robertsson A., Ortega J. Gomez and Johansson R. Force and Acceleration Sensor Fusion for Compliant Robot Motion Control // International Conference on Robotics and Automation, Barcelona, Spain, April 2005. p. 2703-2708.

58. Garcia J. Gamez, Robertsson A., Ortega J. Gomez and Johansson R. Sensor Fusion for Compliant Robot Motion Control//IEEE Transactions on Robotics. Vol. 24. № 2. 2008. p. 430-444.

59. Gilmore P., Gomory R. Multistage cutting stock problem of two and more dimensions// European Journal of Operational Research. 1995. 13(1). P. 94-120.

60. Goeger D., Ecker N., Woern H. Tactile sensor and algorithm to detect slip in robot grasping processing // Proceedings of the 2008 IEEE International

61. Conference on Robotics and Biometrics, Bangkok, Thailand. 2009. p. 14801485.

62. George A.J. Robinson D.F. A heuristic for packing boxes into a container // Computers and Operations Research, vol. 7, № 3, 1980. P. 147-156.

63. Gehring, H., Bortfeld A. A Genetic Algorithm for Solving the Container Loading Problem // International transactions in operational research. -1997. V.4. - № 5/6. - P. 401-418.

64. Hara K., Yokogawa R., and Kai Y. Kinematic Evaluation of Manipulator for Peg-in-hole Task//IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2009. p.970-973.

65. Harry K.H. Chow, K.L. Choy and W.B.Lee. Design of a RFLD-Based Resource Management System for Warehouse Operation //3 rd IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 2005, p.785-790.

66. Huang W., He Kun. A caving degree approach for the single container loading problem // European Journal of Operation Research. 196(2009). P. 93-101.

67. Imai A., Sasaki K., Nshimura E., Papadimitriou S. Multi-objective simultaneous storage and load planning for a container ship with container rehandle in yard stacks // European Journal of Operation Research. 171(2006). P. 373-389.

68. Kartak V.M., Mesyagutov M.A., Valeev R.S. Lower bounds for the 2D strip packing problem: Linear and ID contiguous relaxation //13th IF AC symposium on information control problems in manufacturing, Moscow, 2009.p.l23-126.

69. Kawakami T., Minagawa M., Kakazu Y. Auto Tuning of 3-D Packing Rules Using Genetic Algorithms //IEEE/RJS International Workshop on Intelligent Robots and Systems. IROS'91, Osako, Japan, p. 1319-1324.

70. Kees Jan Roodbergen, Rene de Koster. Routing order pickers in a warehouse with a middle aisle. Theory and Methodology // Jan Roodbergen European Journal of Operational Research, 133(2001), p.32-43.

71. Lodi A., Martello S., Vigo D. Heuristic algorithms for the three-dimensional bin packing problem // European Journal of Operational Research. 2002. N 141. P. 410-420.

72. Kocjan W., Holmstrom K. Computing stable loads for pallets// European Journal of Operation Research. 207(2008). P. 429-440.

73. Lipkin H., Dutty J. Hybrid Twist and Wrench Control for a Robotic Manipulator//Ingineering Technical Conference. Columbia. 1988. vol. 110. p. 138-144.

74. Martins G.H.A., Dell R.F. Solving the pallet loading problem// European Journal of Operation Research. 184(2010). P. 980-985.

75. Mongeau M., Bes C. Optimazation of Aircraft Container Loading//IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. Vol.39. №1.2003/p.l40-150.

76. Morabito R., Arenales M. An AND/OR graph approach to the container loading problem // International Transactions in Operational Research. N 1. 1994. P. 59-73.

77. Moura, A., Oliveira J.F. A grasp approach to the container-loading problem // IEEE Computer Society. July/August 2005. - P. 50-57.

78. Olah I., Tevesz G. Force-Torque Control for an Experimental Robot Controller// IEEE 3rd International Conference on Mechatronics. 2006. p.569-574.

79. Pei-yu Li, Da-peng Tan, Guo Liu, and Mei-yi Ying. Six-component Force Sensor and its Calibration System//2005 IEEE. P. 889-893.

80. Pisinger D. Heuristics for the container loading problem// European Journal of Operational Research. 2002. № 141. P. 382-392.

81. Rene de Koster, Tho Le-Duc, Kees Jan Roodbergen. Design and control of warehouse order picking: A literature review // European Journal of Operational Research, 182(2007), p.481-501.

82. Sandin Paul E. Robot Mechanisms and Mechanical Devices Illustrated. Manufactured in the USA. 2003.

83. Silva E., Alvros F., J.M. V. De Carvalho. An integer programming model for two- and three- stage two-dimensional cutting stock problems// European Journal of Operation Research. 205(2010). P. 699-708.

84. Sinawski R., Worn H. Report on research work " Inbetriebnahme einer 6D-Kraftmessdose", Karlsruhe institute of technology (KIT), Karlsruhe, Germany, 2006.

85. Schwerin P., Wascher G. The Bin-Packing Problem: a Problem Generator and Some Numerical Experiments with FFD Packing and MTP // International Transactions in Operational Research. 1997. N4. P.337-389.

86. Theys Christophe, Braysy Olli, Dullaert Wout, Raa Birger. Using a TSP heuristic for routing order pickers in warehouses // European Journal of Operational Research, 200(2010), p.755-763.

87. Todd B.A., Woods H.C., Shackelford L.C. Mass centers of body segments// Karlsruhe Institute of Technology (KIT). 1994 IEEE. P.335-336.

88. Valeeva A.F., Valeev R.S., Filippova A.S. Local search of orthogonal packings: use of precise solutions of problem (O-l)-knapsack.// 13 th IF AC symposium on information control problems in manufacturing, Moscow, 2009.p.234-238

89. Valeev R., B.Hein, H.Woern. Rational placement of boxes in the container with the requirements of the position of center of gravity based on robotic complex // Proceedings of the «Дискретная оптимизация и исследование операций». Алтай, 2010. с. 111.

90. Wang Z., Li K.W., Levy J.K. A heuristic for the container loading problem: A tertiary-tree-based dynamic space decomposition approach// European Journal of Operational Research 191 (2008). P. 86-99.

91. Wascher G., Haussner H., Schumann H. An improved typology of cutting and packing problems // European Journal of Operational Research. 2007. Vol. 183, p. 1109-1130.

92. Xing-Lin Z., Kai P. Image Processing in Vision 3D Coordinate Measurement System // Karlsruhe Institute of Technology (KIT). 2009. p.1-5.

93. Yong Wu, Wenkai Li, Mark Goh, Roberti Souza. Three-dimensional bin packing problem with variable bin height // European Journal of Operational Research, 202(2010), p.347-355.

94. Yun Seung-kook. Complaint Manipulation for Peg-in-Hole:is Passive Compliance a Ket to Learn Contact Motion?//IEEE International Conference on Robotics and Automation. Pasadena, CA, USA, 2008. p. 1647-1652.

95. Yusupova N.I., Valeev R.S. Placement of cargoes taking into accountphysical characteristics on the base of robotic complex // Proceedings of theth • 12 International Workshop on Computer Science and Information

96. Technologies, Moscow- St.Petersburg, 2010. Vol.2, p.30-33100. http://www.kuka-robotics.com101. http://www.kummolovo.ru/flying/airdynamic/stability.htm

97. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: Филисофия, психология, информатика.- М.: Едиториал УРСС, 2002. 352 с.103. http://www.loglink.ru104. http://www.risk24.ru

98. Xu Ke-Jun, Li Cheng. Dynamic Analysis a Wrist Force Sensor in the Time and Frequency Domains// Proceedings of the 3rd World Congress on Intelligent Control and Automation. 2000. China. P. 1483-1487.

99. Xu Ke-Jun, Li Cheng, and Zhu Zhi-Neng. Dynamic Modeling and Compensation of RobotSix-Axis Wrist Force/Torque Sensor//IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Vol. 56. №5. 2007. p.2094-2100.

100. Wooldridge M. An Introduction to MultiAgent Systems. John Wiley & Sons Ltd, 2002. -366 p.108. http://www.multiagent.com