首先有關AGV機器人調度系統（Dispatching system）的定義：上位控制系統中用于任務調度、車輛管理及交通管理的控制軟件。

　　在深入之前，為了便于理解，先闡明基本概念的含義。

　　●　Dispatch（派遣）：指派一個AGV去執行一個運輸任務。

　　●　Schedule（狹義上的“調度”）：分配一批運輸任務給一組AGV去執行。

●　Route（路徑規劃）：生成所有被指定 AGV 的路徑使其能完成各自被指派的任務。在機器人領域，路徑翻譯為 path ；而在 AGV 領域通常使用 route 表示相似的概念，翻譯為“路線、軌道”，它一般表示固定的不經常變動的路徑。path 只能用作名詞，route 還可以作為動詞，表示“為…指派路徑”。本文我們不糾結這些微妙的細節，統一稱其為路徑。

單獨看一個AGV的工作并不復雜。例如機床要加工零件時通過更上層的MES控制系統給AGV的調度系統發出請求命令，后者派遣（dispatch）一臺 AGV 負責把原料從倉庫運送到機床。這個過程可以被稱為一個任務（job），一個任務就是在一對工作地點之間移動。在這個例子中，機床只提出需求（我要在什么時間加工什么零件），至于選擇哪個 AGV 運送零件原料，AGV 該沿哪條路線運動，這些都是調度系統的工作。調度系統一旦為AGV指定好路徑后，AGV上的車載控制器會根據指令完成具體的運動控制任務，例如速度保持在多少，遇到路口轉向時輪子怎么轉動等等。所以在一個完整的大系統中，AGV調度系統位于上層控制系統和底層控制系統的中間，其到管家的作用。

　但是對于多個AGV，調度問題就會變得非常困難，而且AGV數量越多，難度越大。因此，調度系統成為AGV行業的一個關鍵技術，而能夠調度的AGV數量也成為評判一個調度系統強大與否的重要指標。根據筆者的判斷，雖然目前從事AGV行業的企業很多，但是具有自主調度系統的企業并不多，而能夠真正把調度系統優化的很好、能夠最高效率地利用AGV系統的企業更是屈指可數。當然，如果站在AGV廠家的立場，他們并沒有太大的動力把調度系統做的很高效。因為提高調度效率會減少AGV的投入量，這意味著賣出的AGV就少了。

對實際應用的AGV調度系統軟件，它的功能通常是非常豐富的，一般包括：任務管理、車輛狀態監控、路徑規劃、地圖編輯、數據庫查詢等。由于展開描述太過復雜，我們今天就只簡單地講一下調度問題和模型的建立：

大多數人雖然未必了解調度的方法和細節，但對它或多或少都有一些直覺上的感性認識。如果你在火車站或者飛機場用電腦看本文，那么你同時正在經歷兩種調度過程：大量的火車和飛機需要調度，與此同時你電腦里的操作系統也在對大量的任務進行調度。當很多事件同時發生，而且存在競爭時就需要調度了。如果只有一個事件發生，那么所有資源都由這個事件支配（火車可以在任何一條鐵軌上跑），我們不需要調度；如果多個事件同時發生，但是沒有競爭關系（美國的一列火車和中國的一列火車），我們也不需要調度，因為它們不會發生沖突。

首先，我們應該能分辨一個問題是不是調度問題。假設工廠中只有一臺AGV在工作，此時調度問題就退化成簡單的路徑規劃問題了。因為不需要考慮該將任務分配給哪臺AGV的問題，也不需要考慮在一個路口誰先走誰后走的問題。所以調度問題的前提是多個AGV共享路徑網絡，換句話說AGV之間存在資源爭奪。就像馬路上的車輛一樣，誰都想怎么快怎么開車，如果每個司機都只考慮自己而不考慮對方，那么后果很可能是誰都別想走（擁堵在一起）。于是，個人追求自己局部的最優解卻變成了全局的最差解，所以調度是有存在的必要的，而且有時很重要（紅綠燈、交警都起到某種“調度”的作用）。

多數情況下，調度系統需要統籌所有AGV的行為（上帝視角），它追求的不是某幾個AGV的最優解（當然它有能力這么做），而是整體的最優。我們可以設想一下，能不能做一款調度軟件來調度一個城市里所有的車輛，讓整體解是最優的（例如所有人耗費的汽油加起來最少）。這個最優解一定存在，但是實際上卻幾乎不可能解出來，因為有兩個難點。首先，調度系統要掌握海量的信息，比如張三早上八點從家里開車到單位，李四上午九點開車送孩子，王五的車油量不夠，需要中途加油等等。更困難的是這些信息是變動的，例如張三開車的時候遇到有人拋錨了把路堵死了，李四的輪胎突然炸了。

第二個問題是，調度問題的復雜度隨著參與者的數量呈指數增加。如果只有幾十輛車，現在的算法和計算機硬件還能勉強解決，如果要處理成千上萬輛車，那恐怕只有上帝才能做到了。信息缺乏和維度詛咒是調度問題面臨的主要困難。扯遠一點，其實計劃經濟也面臨同樣的問題，要對經濟進行計劃需要決策者掌握海量的信息，并擁有超級大腦，在那個多數人連電腦是什么都不知道的落后年代搞計劃經濟必然不會太好。

正因為調度問題是極其復雜的，所以大多數時候我們只能退而求其次找一個說的過去的近似最優解，這也是實際生活中每個路口的交通信號燈閃爍背后的邏輯。

來源:新光科技