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OpenTCS Plus 是基于 OpenTCS 核心思想构建的企业级AGV调度系统,在保留 OpenTCS 稳定调度内核的同时,提供了更现代化的架构、更友好的用户界面和更强大的功能扩展。

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LeonDev1024/opentcs-plus

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机器人调度管理系统

OpenTCS Plus 是基于 OpenTCS 核心思想构建的企业级AGV调度系统,在保留 OpenTCS 稳定调度内核的同时,提供了更现代化的架构、更友好的用户界面和更强大的功能扩展。

项目结构

考虑仓储物流核心私有化部署的场景,目第一阶段实现单机的模式调度系统,模块化划分,后面也可以扩展为微服务集群的模式。

OpenTCS Plus 机器人调度管理系统 - 功能模块清单

🎯 项目概述

OpenTCS Plus 是基于 OpenTCS 核心思想构建的企业级 AGV 调度系统,采用现代化技术栈重构,提供更友好的用户界面和更强大的功能扩展。

📁 项目结构

opentcs-plus/
├── opentcs-admin/ # Web入口
├── opentcs-common/ # 通用模块
├── opentcs-extends/ # 扩展模块
├── opentcs-modules/ # 业务模块
│ ├── opentcs-module-algorithm/ # 算法模块
│ ├── opentcs-module-driver/ # 车辆驱动模块
│ ├── opentcs-module-map/ # 地图模块
│ ├── opentcs-module-system/ # 系统管理模块
│ ├── opentcs-module-order/ # 订单管理模块
│ └── opentcs-module-vehicle/ # 车辆管理模块

📋 功能模块详细清单

1. opentcs-admin (Web入口模块)

核心功能

  • 系统启动配置

    • Spring Boot 启动类
    • 全局配置文件管理
    • 多环境配置支持
    • 启动参数配置
  • Web配置

    • 跨域配置
    • 静态资源映射
    • 文件上传配置
    • WebSocket 配置
  • 安全配置

    • JWT 认证配置
    • 权限拦截器
    • 安全过滤器链
    • 密码加密配置
  • API文档

    • Swagger/OpenAPI 配置
    • API 分组管理
    • 接口版本管理

2. opentcs-common (通用模块)

核心组件

  • 通用实体

    • 基础实体类 (BaseEntity)
    • 分页查询对象 (PageQuery)
    • 统一返回结果 (R/AjaxResult)
    • 树形结构实体
  • 工具类库

    • 字符串工具 (StringUtils)
    • 日期时间工具 (DateUtils)
    • 加密解密工具
    • 验证工具 (ValidatorUtils)
    • 文件处理工具
  • 常量定义

    • 系统常量 (Constants)
    • 调度常量 (ScheduleConstants)
    • 车辆常量 (VehicleConstants)
    • 任务常量 (TaskConstants)
  • 枚举定义

    • 车辆状态枚举
    • 任务状态枚举
    • 订单优先级枚举
    • 算法类型枚举
  • 异常处理

    • 全局异常处理器
    • 业务异常类
    • 错误码定义
    • 异常信息国际化

3. opentcs-module-system (系统管理模块)

用户管理

  • 用户管理

    • 用户注册
    • 用户登录/登出
    • 用户信息维护
    • 密码修改
    • 用户状态管理
  • 角色管理

    • 角色创建/编辑/删除
    • 角色权限分配
    • 角色状态管理
    • 角色用户关联
  • 权限管理

    • 菜单权限配置
    • 操作权限配置
    • 数据权限配置
    • 权限验证服务
  • 系统配置

    • 参数配置管理
    • 系统开关配置
    • 邮件/SMS配置
    • 调度参数配置
  • 日志管理

    • 操作日志记录
    • 登录日志记录
    • 系统日志查询
    • 日志导出功能

4. opentcs-module-map (地图模块)

地图管理

  • 地图模型管理

    • 地图创建/编辑/删除
    • 地图版本管理
    • 地图导入/导出
    • 地图复制功能
  • 点位管理

    • 点位创建/编辑/删除
    • 点位类型管理 (普通点、充电点、装卸点)
    • 点位属性配置
    • 点位坐标管理
  • 路径管理

    • 路径创建/编辑/删除
    • 路径方向设置 (单向/双向)
    • 路径属性配置
    • 路径长度计算
  • 位置管理

    • 位置点管理
    • 位置类型定义
    • 位置属性配置
  • 区域管理

    • 区域定义管理
    • 区域权限控制
    • 区域冲突检测
  • 地图工具

    • 地图拓扑验证
    • 连通性检查
    • 坐标转换工具
    • 地图缩放控制

5. opentcs-module-vehicles (车辆管理模块)

车辆管理

  • 车辆注册管理

    • 车辆信息录入
    • 车辆类型定义
    • 车辆属性配置
    • 车辆状态管理
  • 车辆状态监控

    • 实时位置跟踪
    • 状态变化记录
    • 电池电量监控
    • 健康状态检查
  • 车辆控制

    • 运动控制命令
    • 停止/暂停命令
    • 充电控制命令
    • 急停处理
  • 车辆配置

    • 车辆参数配置
    • 运动参数设置
    • 通信参数配置
    • 安全参数设置
  • 车辆统计

    • 运行时长统计
    • 任务完成统计
    • 故障次数统计
    • 利用率分析

6. opentcs-module-task (订单任务模块)

任务管理

  • 任务创建

    • 手动创建任务
    • 批量创建任务
    • 任务模板管理
    • 任务参数验证
  • 任务调度

    • 任务优先级管理
    • 任务分配策略
    • 任务队列管理
    • 任务冲突检测
  • 任务执行

    • 任务状态跟踪
    • 执行进度监控
    • 异常任务处理
    • 任务超时管理
  • 任务历史

    • 任务完成记录
    • 执行效率统计
    • 任务报表生成
    • 历史数据清理
  • 任务优化

    • 任务批量优化
    • 路径优化建议
    • 资源利用率优化
    • 任务调度优化

7. opentcs-module-algorithm (算法模块)

路径规划算法

  • A 算法*

    • 基础 A* 实现
    • 启发函数优化
    • 性能优化版本
    • 动态障碍物处理
  • D Lite 算法*

    • 动态环境适应
    • 实时重规划
    • 增量式搜索
    • 内存优化
  • 多目标优化

    • 多条件路径规划
    • 权重参数配置
    • Pareto 最优解
    • 多目标权衡

任务分配算法

  • 匈牙利算法

    • 最优任务分配
    • 成本矩阵计算
    • 性能优化实现
  • 遗传算法

    • 多目标优化分配
    • 适应度函数设计
    • 交叉变异操作
  • 负载均衡算法

    • 车辆负载计算
    • 均衡分配策略
    • 动态负载调整

交通控制算法

  • 冲突检测

    • 路径冲突预测
    • 时间窗口冲突
    • 资源占用冲突
  • 死锁避免

    • 资源分配图
    • 死锁检测算法
    • 死锁恢复策略
  • 交通流优化

    • 流量控制算法
    • 瓶颈识别优化
    • 动态路由调整

8. opentcs-module-driver (车辆驱动模块)

驱动管理

  • 驱动框架

    • 驱动管理器
    • 驱动生命周期管理
    • 驱动工厂模式
    • 驱动状态监控
  • 协议支持

    • TCP Socket 驱动
    • MQTT 协议驱动
    • HTTP REST API 驱动
    • 串口通信驱动
  • 消息处理

    • 消息编解码器
    • 消息队列管理
    • 超时重试机制
    • 消息确认机制
  • 设备适配

    • AGV 设备适配器
    • 机器人适配器
    • 输送线适配器
    • 通用设备接口
  • 连接管理

    • 连接池管理
    • 断线重连机制
    • 心跳检测
    • 连接状态监控

9. opentcs-module-job (Job任务管理模块)

任务调度

  • 定时任务

    • Cron 表达式支持
    • 任务调度器
    • 任务状态管理
    • 任务日志记录
  • 异步任务

    • 异步任务执行
    • 任务进度查询
    • 任务结果回调
    • 异常任务处理
  • 任务类型

    • 数据同步任务
    • 报表生成任务
    • 系统清理任务
    • 监控检查任务
  • 任务管理

    • 任务配置管理
    • 任务依赖管理
    • 任务优先级设置
    • 任务执行历史

10. opentcs-module-monitor (监控模块)

系统监控

  • 实时监控

    • 系统状态监控
    • 服务健康检查
    • 性能指标收集
    • 实时数据展示
  • 车辆监控

    • 车辆状态监控
    • 位置轨迹显示
    • 运行参数监控
    • 异常状态检测
  • 任务监控

    • 任务执行监控
    • 进度实时显示
    • 效率统计分析
    • 瓶颈识别分析
  • 告警管理

    • 告警规则配置
    • 告警级别定义
    • 告警通知方式
    • 告警历史记录
  • 报表统计

    • 运行报表生成
    • 统计图表展示
    • 数据导出功能
    • 趋势分析报告

🚀 开发优先级建议

第一阶段 (1-4周): 基础框架

  1. opentcs-admin - 系统启动和基础配置
  2. opentcs-common - 通用工具和基础组件
  3. opentcs-module-system - 用户权限管理

第二阶段 (5-8周): 核心数据

  1. opentcs-module-map - 地图模型管理
  2. opentcs-module-vehicles - 车辆基础管理

第三阶段 (9-12周): 调度核心

  1. opentcs-module-algorithm - 基础算法实现
  2. opentcs-module-task - 任务管理功能

第四阶段 (13-16周): 设备集成

  1. opentcs-module-driver - 设备驱动开发
  2. opentcs-module-job - 后台任务管理

第五阶段 (17-18周): 系统完善

  1. opentcs-module-monitor - 监控和报表功能

📊 技术指标

性能指标

  • 系统响应时间: < 2秒
  • 并发用户数: ≥ 50
  • 地图加载时间: < 3秒
  • 路径规划时间: < 1秒
  • 数据持久化: 事务完整性保证

质量指标

  • 单元测试覆盖率: ≥ 70%
  • API 文档完整度: 100%
  • 代码规范符合度: ≥ 95%
  • 系统可用性: ≥ 99.5%

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