AGV在工程機械產品生產中的實際應用

機科發展科技股份有限公司 / 向光義

AGV在工程機械產品生產中的實際應用

機科發展科技股份有限公司 / 向光義

本文結合三一重工的具體案例，集中展示了AGV在工程機械產品生產中的實際應用情況。基于AGV系統的智能化功能，在工程機械產品生產制造物料的自動上線、物料信息的自動追蹤和智能化柔性作業中，很好地實現了工程機械產品的數字化生產需要。

工程機械制造、AGV、自動化、智能化

“十二五”期間，隨著我國工程機械制造行業的進一步發展，其生產方式逐步從勞動密集型向技術密集型轉變，從高消耗、高污染向節能、降耗、環保轉變。因此，大量采用自動化物流輸送成套設備與系統，如自動導引車（AGV）系統等，成為我國工程機械制造行業企業的必然選擇。本文結合三一重工股份有限公司（以下簡稱“三一重工”）的具體案例，集中展示了AGV在工程機械產品生產中的實際應用情況，以供業界借鑒。

一、系統總體情況

作為國內領先的工程機械制造企業和最大的泵車生產企業，三一重工的生產裝配車間較早應用了自動化物料輸送系統，從2010年開始使用AGV自動輸送系統代替傳統的人工叉車進行生產物料的搬運作業，以提高物料配送的準確性、時效性和高度的生產信息化。

AGV自動輸送系統項目，主要應用于三一重工長沙星沙三一工業城18號廠房。這是三一重工最先進的數字化生產制造車間，如圖1。

在生產過程中，所有AGV均實現與立體倉庫的自動對接，實現自動化立體倉庫和現場生產線各工位之間生產所需物料的直供上線和相應物料空容器的自動回收回庫。

圖1 數字化生產制造車間

1.立庫出庫、物料上線

AGV輸送系統負責將自動化立體倉庫的物料按固定節拍向生產車間進行配送。操作人員根據生產物料的需求，通過MES系統中各個工位配套的MES機或PDA，提出物料要料配送申請；由MES系統將物料配送請求信息發給自動化立體倉庫管理系統，自動化立體倉庫管理系統在接到現場各個工位物料需求信息后，自動從立體倉庫中取出對應的物料，并輸送至出庫站臺，同時自動化立體倉庫管理系統向AGV調度管理系統發出作業指定，由AGV調度管理系統將所配送物料的出庫位置站臺號和要料工位站臺號下發給當前處于空閑狀態且運行時間最優的AGV小車，進行物料的上線輸送。

2.空容器回收

裝配區各個工位的空容器回收按固定節拍實施，或由操作人員根據生產作業的實際情況，通過MES系統中各個工位配套的MES機或PDA，提出具體的空容器回收申請；由MES系統將物料配送請求信息發給自動化立體倉庫管理系統，立體倉庫管理系統在接到現場各個工位申請信息后，向AGV調度管理系統發出作業指定，AGV調度管理系統調度當前處于空閑狀態且運行時間最優的AGV小車到指定位置取走空容器，并輸送至自動化立體倉庫指定的空容器回收站臺，將空容器進行回收入庫。

3.各分裝線與總裝線間的物料輸送

圖2 AGV自動調度系統

裝配區各分裝線與總裝線間的物料輸送按固定節拍實施，或由操作人員根據生產作業的實際需求，通過MES系統中各個工位配套的MES機或PDA，提出具體的物料輸送申請； MES系統向AGV調度管理系統發出物料輸送作業指定，AGV調度管理系統調度當前處于空閑狀態且運行時間最優的AGV小車完成物料輸送作業。

二、系統智能化功能

AGV自動輸送系統的突出特點之一，便是高度智能化。在三一重工生產裝配車間的具體項目實施中，AGV自動輸送系統的智能化主要體現在如下幾個方面：

1.物料的智能自動輸送

AGV系統在工作過程中，所要執行的運輸任務是由物流系統管理主機發給AGV管理控制主機的，進而由AGV管理控制主機調度AGV去執行相關任務，如取貨、送貨、稱重、掃碼、充電等。當AGV小車接收到貨物搬運指令后，小車車載控制器就根據預先所存儲規劃好的運行路線圖和AGV的當前位置及行駛方向進行計算、分析，選擇最佳的行駛路線，通過伺服驅動放大器自動控制AGV的行駛和轉向，到達裝載貨物目標點準確停位后，AGV車身上的移載機構與取貨位置點的裝置協同動作，完成裝貨過程。然后AGV啟動，駛向目標卸貨點，準確停位后，移載機構動作，完成卸貨過程，并向AGV管理控制計算機報告其位置和狀態。AGV管理控制主機將任務的執行情況返回給物流系統管理主機，從而對物流系統進行統一的管理。若AGV任務命令緩沖區中無任務命令，則AGV駛向待命區域，如接到新的指令后再執行下一次搬運任務。

2.物料自動跟蹤

AGV自動調度系統（如圖2）是連接AGV系統和工廠生產系統MES、倉庫管理系統WMS等的接口軟件，AGV系統中的調度軟件具有當前作業執行狀態查詢、作業歷史記錄查詢、運行日志查詢等功能，進行AGV系統和各相關系統的信息交互和物料信息的自動跟蹤。

圖3 監控軟件的圖形監控界面

圖4 AGV系統組成結構圖

圖5 AGV系統工作示意圖

3.設備智能故障診斷

項目中的AGV系統具有完善的設備智能故障診斷功能。在AGV的運行中如果出現故障，能通過AGV監控系統查看AGV小車當前的運行狀態和運行日志、讀取AGV小車的運行黑匣子文件（BlackBox）、AGV小車上的人機交互設備（OPT10、OPT200等）等不同方式進行設備的故障診斷。監控軟件的圖形監控界面，如圖3。AGV運行過程中，從監控軟件可以觀察到AGV的行駛狀態，不同的顏色表示不同的狀態。

4.智能化柔性作業功能

AGV管理系統負責處理命令的接收、命令的執行、相關參數的傳輸和小車的監控，這些任務命令可從物流信息管理系統、AGV自動輸送系統圖形監控工作站等進行發送。

AGV管理系統運行穩定、可靠，并具有與外部連接的標準接口，可方便與其它管理系統進行無縫的對接。

5.多車智能調度功能

三一重工AGV系統采用的技術平臺和關鍵核心職能裝備器件為NDC8技術平臺。該技術平臺目前在同一系統中可以同時管理調度130臺AGV車，實現多車智能調度。

三、結束語

基于AGV系統的智能化功能，在工程機械產品生產制造物料的自動上線、物料信息的自動追蹤和智能化柔性作業中，很好地實現了工程機械產品的數字化生產需要。