AGVS在家居制造行業(yè)的應(yīng)用

文/王小鐸 李 偉 劉媛媛 徐京邦 馮 松

一、引言

1. AGVS概述

AGVS是自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，具有工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。AGV是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及多種移載功能的搬運(yùn)車(chē)。與物料輸送中常用的其他設(shè)備相比，AGV的活動(dòng)區(qū)域無(wú)需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置。因此，在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，AGVS最能充分地體現(xiàn)其自動(dòng)性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)和靈活的無(wú)人化生產(chǎn)。

2. AGVS的總體結(jié)構(gòu)和地面控制部分結(jié)構(gòu)

AGV小車(chē)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)控機(jī)、管理機(jī)，AGVS總體結(jié)構(gòu)圖，如圖1。

AGVS地面控制部分主要由物流系統(tǒng)管理機(jī)、AGV系統(tǒng)管理監(jiān)控主機(jī)組成，其中AGV管理和監(jiān)控計(jì)算機(jī)是AGV系統(tǒng)運(yùn)行的核心，主要功能有：執(zhí)行任務(wù)命令；為不同的運(yùn)輸任務(wù)分配最優(yōu)的AGV小車(chē)；為每個(gè)運(yùn)輸任務(wù)安排運(yùn)輸路線(xiàn)；控制AGV系統(tǒng)中多臺(tái)AGV小車(chē)的交通；處理現(xiàn)場(chǎng)的一些輸入、輸出信號(hào)。AGVS地面控制部分，如圖2。

二、家居制造行業(yè)AGVS具體實(shí)現(xiàn)

面對(duì)當(dāng)前家居制造業(yè)存在的外部市場(chǎng)勞動(dòng)力匱乏、用工緊缺、員工流失率大、人工成本高、勞動(dòng)生產(chǎn)率持續(xù)低下等問(wèn)題，為了改善家居制造業(yè)的綜合效益水平，最大限度降低用工數(shù)量，減少人為因素對(duì)成本的影響，支持未來(lái)大規(guī)模定制生產(chǎn)方式(MC)的實(shí)現(xiàn)，在上述推進(jìn)家居制造自動(dòng)化（FA）項(xiàng)目中，配合制造過(guò)程中的物料管理和配送將在業(yè)務(wù)三單元實(shí)施WMS系統(tǒng)。

圖1 AGVS總體結(jié)構(gòu)圖

圖2 AGVS地面控制部分

自動(dòng)化物流項(xiàng)目需要獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)管理各種功能：收貨、在正確的地點(diǎn)存貨、存貨管理、訂單處理、分揀和配送控制，并需要和自動(dòng)化立體庫(kù)和AGV等物流設(shè)備進(jìn)行高效集成。它不是僅僅管理傳統(tǒng)意義上的物流項(xiàng)目，而是通過(guò)自動(dòng)化物流項(xiàng)目將整個(gè)工廠全部納入WMS進(jìn)行管理，將工廠視為一個(gè)大的系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和AGV等物流設(shè)備進(jìn)行管理。

自動(dòng)化物流項(xiàng)目將關(guān)注的焦點(diǎn)集中于對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)執(zhí)行的優(yōu)化和有效管理，同時(shí)延伸到運(yùn)輸配送計(jì)劃、和上下游供應(yīng)商客戶(hù)的信息交互，從而有效提高倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)、配送中心和生產(chǎn)企業(yè)的倉(cāng)庫(kù)執(zhí)行效率和生產(chǎn)率，降低成本，提高企業(yè)客戶(hù)的滿(mǎn)意度，從而提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1.數(shù)據(jù)采集及時(shí)、過(guò)程精準(zhǔn)管理、全自動(dòng)化智能導(dǎo)向，提高工作效率；

2.通過(guò)AGV/RGV/STV實(shí)現(xiàn)物料在項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)搬運(yùn)；

3.通過(guò)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)庫(kù)位精確管理、狀態(tài)全面監(jiān)控，充分利用有限倉(cāng)庫(kù)空間；

4.物料上架和下架，全智能自動(dòng)分配倉(cāng)位，避免人為錯(cuò)誤；

5.實(shí)時(shí)掌控庫(kù)存情況，合理保持和控制企業(yè)庫(kù)存。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題和項(xiàng)目應(yīng)用中的技術(shù)創(chuàng)新

1. 系統(tǒng)優(yōu)化

（1）業(yè)務(wù)功能模塊，如圖3

針對(duì)現(xiàn)有需求整理的核心實(shí)施功能范圍，每個(gè)實(shí)施商可以根據(jù)自有技術(shù)平臺(tái)以及對(duì)美克功能業(yè)務(wù)需求的理解，提供的系統(tǒng)平臺(tái)的功能包括不限于以上功能要求。

圖3 業(yè)務(wù)功能模塊

①輔助自動(dòng)化物流系統(tǒng)需要集成的設(shè)備，包括：立體倉(cāng)庫(kù)、巷道堆垛機(jī)、AGV、RGV、STV、軌道及其相關(guān)系統(tǒng)輔助設(shè)備等。

②輔助自動(dòng)化物流系統(tǒng)需要集成的內(nèi)部系統(tǒng)，包括：倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)、AGV/STV/RGV調(diào)度控制系統(tǒng)。

③輔助自動(dòng)化物流系統(tǒng)需要集成的外圍系統(tǒng)包括：SAP 、ERP、MES。

圖4 AGV小車(chē)執(zhí)行任務(wù)流程

圖5 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)使用的AGV

（2）復(fù)合任務(wù)的實(shí)現(xiàn)

在任務(wù)分配和調(diào)度方面，根據(jù)AGV小車(chē)的實(shí)際位置、是否有在執(zhí)行任務(wù)、執(zhí)行任務(wù)的距離和時(shí)間等因素，自動(dòng)將任務(wù)分配給AGV小車(chē)。AGV完成前一作業(yè)任務(wù)之后，AGV系統(tǒng)會(huì)根據(jù)物流系統(tǒng)任務(wù)指令，自動(dòng)調(diào)度AGV小車(chē)執(zhí)行就近任務(wù)，這樣有效地提高了系統(tǒng)的效率。

2.信息交互

AGV小車(chē)與其它物流設(shè)備有信息交互，為保證安全生產(chǎn)，AGV小車(chē)在取貨、卸貨、取貨完成、卸貨完成時(shí)均會(huì)向上級(jí)系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求以及完成確認(rèn)信息，待上級(jí)系統(tǒng)給出指令后，AGV小車(chē)方可執(zhí)行任務(wù)，具體流程如圖4。

3.取消任務(wù)機(jī)制

如果上級(jí)系統(tǒng)下發(fā)指令有誤或者人為干預(yù)，導(dǎo)致AGV小車(chē)接受到錯(cuò)誤任務(wù)，可以在AGV調(diào)度系統(tǒng)上將該任務(wù)取消。

4.復(fù)雜的交通管制

AGV運(yùn)行空間狹小，取卸貨站臺(tái)較多，家居制造行業(yè)AGV數(shù)量一般比較多，容易造成AGV堵塞，為減少多車(chē)在該區(qū)域的等待時(shí)間和堵塞時(shí)間，家居制造行業(yè)在路徑規(guī)劃方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

5.充電管理功能

由于家居制造行業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)比較繁瑣，設(shè)置了若干個(gè)充電站，AGV小車(chē)在正常的運(yùn)行過(guò)程中，時(shí)刻監(jiān)測(cè)電池電壓，當(dāng)電池電壓低于程序中預(yù)先所設(shè)定的值時(shí)，AGV小車(chē)將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“低電量報(bào)警”信號(hào)，待AGV小車(chē)執(zhí)行完成當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)后，自動(dòng)運(yùn)行到充電站進(jìn)行充電，待充電完成后，AGV小車(chē)可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

四、 總結(jié)

家居制造行業(yè)AGV項(xiàng)目通過(guò)對(duì)AGVS的研究和技術(shù)創(chuàng)新，根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境，采用合理的路線(xiàn)設(shè)計(jì)，更好地優(yōu)化了系統(tǒng)的效率，有效地減少AGV小車(chē)的空跑時(shí)間和等待時(shí)間，提高了工作效率，使系統(tǒng)更穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。