AGV調(diào)度控制系統(tǒng)在汽車總裝車間的應(yīng)用

付攀峰

摘 要：將AGV調(diào)度控制系統(tǒng)應(yīng)用在汽車總裝車間中，不僅能快速響應(yīng)各個(gè)環(huán)節(jié)的物料需求，減少配送時(shí)間，還能夠確保各類物料的柔性化供應(yīng)，提高生產(chǎn)效率。本文就AGV調(diào)度控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能和實(shí)現(xiàn)途徑展開探討。

關(guān)鍵詞：AGV 調(diào)度控制系統(tǒng) 汽車總裝車間

AGV是指自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車，汽車制造行業(yè)和其他的生產(chǎn)制造業(yè)不一樣，其具有離散性、高價(jià)值的特點(diǎn)。為了有效的降低生產(chǎn)成本，縮減備料和配送時(shí)間，應(yīng)用AGV調(diào)度控制系統(tǒng)，就能夠確保物料及時(shí)、精準(zhǔn)的提供，滿足多品種、小批量的混線生產(chǎn)需求。

1 AGV調(diào)度控制系統(tǒng)的功能開發(fā)

1.1 物料配送作業(yè)流程設(shè)計(jì)

如下圖1所示，首先，調(diào)控控制系統(tǒng)需要生成不同的配送任務(wù)信息，由PTL系統(tǒng)將各個(gè)物料配送信息發(fā)送出來，而后由SPS區(qū)接收，在系統(tǒng)識(shí)別完成之后，再將具體的數(shù)量、位置等指令發(fā)送到待命的AGV中，由AGV執(zhí)行后續(xù)的操作。AGV離開原本的待命點(diǎn)，前往任務(wù)起始地執(zhí)行分配任務(wù)，再前往任務(wù)終止地。在整個(gè)運(yùn)行的過程中，AGV如果達(dá)到交通管制點(diǎn)，則需要等待系統(tǒng)的放行指令。若系統(tǒng)準(zhǔn)許通過，則繼續(xù)前行，將指定的物料車放下原地等待。同時(shí)，系統(tǒng)還能夠監(jiān)控各個(gè)AGV的電量是否充足，如果AGV需要充電，則回到待命點(diǎn)[1]。

1.2 空箱回收作業(yè)流程設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的車間生產(chǎn)運(yùn)行過程中，當(dāng)車間物料裝配完畢之后，空箱就需要由指定的工人推至到指定地點(diǎn)。而應(yīng)用該系統(tǒng)，能夠大大減少人力資本，通過線下工位HMI發(fā)送空箱回收作業(yè)指令，再由該系統(tǒng)將信號(hào)發(fā)送給空閑的AGV，進(jìn)行后續(xù)的回收作業(yè)，具體操作流程和物料配送相同。

1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)涵蓋了四個(gè)主要功能板塊：數(shù)據(jù)聚合層、業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層、用戶層。數(shù)據(jù)聚合層的目的是為了將生產(chǎn)車間的不同數(shù)據(jù)匯集在一起，并統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式，進(jìn)行分類管理。業(yè)務(wù)層中包含來了汽車車間的全部業(yè)務(wù)原子操作，由此能夠計(jì)算各類數(shù)據(jù)，接收各個(gè)信息，進(jìn)而為不同的物料需求提供針對(duì)性服務(wù)。工作人員的操作界面通常在應(yīng)用層，結(jié)合不同工作環(huán)境以及工作人員的操作習(xí)慣，借助多樣化的客戶端形式，滿足車間生產(chǎn)需求。

1.4 交通管制算法

在該系統(tǒng)的使用過程中，首先需要系統(tǒng)提前預(yù)設(shè)好交通管制點(diǎn)，也就是說要提前預(yù)設(shè)好路徑出現(xiàn)匯合、分叉的地表站點(diǎn)，這樣在AGV的運(yùn)行過程中，一旦即將到達(dá)該站點(diǎn)，就可以發(fā)送通過情節(jié)，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，準(zhǔn)許其是否通過。如果同時(shí)有多臺(tái)AGV達(dá)到站點(diǎn)，就需要依照先后順序，由系統(tǒng)計(jì)算交通管制算法，由此決定某一臺(tái)AGV優(yōu)先通過。

其中，T表示每臺(tái)AGV通過交通管制點(diǎn)所需時(shí)間，tstamp0表示為第一臺(tái)發(fā)出請(qǐng)求指令的時(shí)間，tstampn表示為第n臺(tái)發(fā)出請(qǐng)求指令的時(shí)間，t'stampn表示為系統(tǒng)向第n臺(tái)AGV發(fā)送的放行指令的時(shí)間。如果系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，超出了T時(shí)間未有AGV通過，并且n值為0，則需要工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行檢查，并檢測(cè)AGV的自動(dòng)停止功能是否開啟[2]。

1.5 指令報(bào)文格式

依據(jù)“高位在先”的原則，提示符CMD涵蓋了IN和CN兩個(gè)字節(jié)字符，在這兩個(gè)字節(jié)字符下又包含了具體的內(nèi)容。AGV編號(hào)涵蓋了4位ASCII字符，并且不同的AGV其字符數(shù)字也是不一樣的。報(bào)文數(shù)據(jù)長(zhǎng)度包括4位10進(jìn)制數(shù)，RSV為18位固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)段。

1.6 接口設(shè)計(jì)

AGV的設(shè)備零件并不是全部由一個(gè)供應(yīng)商提供的，因此在實(shí)際的使用過程中，工廠之間無法實(shí)現(xiàn)互換作業(yè)。所以在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過TCP/IP Socket通信協(xié)議與AGV小車的工控機(jī)之間實(shí)現(xiàn)接口數(shù)據(jù)交互，由此達(dá)到控制的目的，并提供了接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2 AGV調(diào)度控制系統(tǒng)在汽車總裝車間的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)管理

AGV調(diào)度控制系統(tǒng)主要包含了六個(gè)板塊：系統(tǒng)管理、調(diào)度管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、任務(wù)管理、系統(tǒng)報(bào)表、系統(tǒng)接口，不同板塊所對(duì)應(yīng)的操作流程和效果都不一樣。將其應(yīng)用到汽車總裝車間中，能夠基于不同工作任務(wù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化需求，方便工作人員操作，還能及時(shí)上傳各類數(shù)據(jù)。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

主要是指管理AGV的基本信息，如編號(hào)、類型、載重等等，同時(shí)在該系統(tǒng)中還會(huì)記錄各個(gè)物料的位置信息，記錄物流路徑，包含了AGV的動(dòng)作信息，如運(yùn)行、停止、障礙等等。

2.3 調(diào)度管理

作為系統(tǒng)應(yīng)用的核心功能，通過調(diào)度管理的使用能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)作業(yè)信息的接收，對(duì)于車間物料進(jìn)行線上和線下的管理，還能夠選取有電的AGV，對(duì)各個(gè)AGV進(jìn)行調(diào)度工作。基于不同的運(yùn)行情況，結(jié)合接收到的信息要求，觸發(fā)各種作業(yè)信息，進(jìn)而提升作業(yè)效率。與此同時(shí)，該系統(tǒng)還能夠?qū)臻e的AGV進(jìn)行指令下發(fā)，針對(duì)繁忙狀態(tài)下，也能夠及時(shí)派遣各個(gè)作業(yè)。系統(tǒng)在接收到相關(guān)指令之后，再自主計(jì)算有效的作業(yè)路徑，實(shí)現(xiàn)物料的順利配送。該系統(tǒng)還能對(duì)已經(jīng)完成的任務(wù)展開二次核查確認(rèn)，確保其工作的有效性，而后再將AGV設(shè)定為空閑狀態(tài)，為后續(xù)的工作做好鋪墊。

2.4 實(shí)時(shí)監(jiān)控

針對(duì)汽車總車間各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)運(yùn)行情況，可以應(yīng)用AGV對(duì)其展開實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控的內(nèi)容涵蓋了調(diào)度總覽、區(qū)域監(jiān)控、作業(yè)監(jiān)視等等。同時(shí)，基于不同的級(jí)別，還能夠及時(shí)將出現(xiàn)問題的地方發(fā)出警報(bào)，以便工作人員及時(shí)采取合理的處置措施。將每臺(tái)AGV的運(yùn)行路線和狀態(tài)等全面反映，工作人員能夠在系統(tǒng)中查詢各個(gè)AGV的作業(yè)完成情況，從而降低風(fēng)險(xiǎn)隱患的發(fā)生幾率。

3 結(jié)語

科技技術(shù)的飛速發(fā)展，使得各類生產(chǎn)制造企業(yè)都迎來了更多的發(fā)展機(jī)遇。對(duì)于汽車總裝車間而言，其在生產(chǎn)制作的過程中，物料種類繁多，人工成本很高。加強(qiáng)對(duì)物料配送效率的提升，能夠顯著提升汽車車間的工作效率和競(jìng)爭(zhēng)力。如上述所示，將AGV調(diào)度控制系統(tǒng)應(yīng)用于其中，能夠快速準(zhǔn)確的響應(yīng)物料需求，推動(dòng)企業(yè)朝著智能化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂紅衛(wèi)，何曉博，王新榮.AGV在重卡汽車底盤合裝線中的應(yīng)用探索[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（21）：36-37.

[2]周鵬飛，潘志友，魏磊.AGV調(diào)度控制系統(tǒng)在汽車總裝車間的應(yīng)用[J].物流技術(shù)，2020，39（09）：129-133.

[3].AGV小車在汽車行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J].汽車工藝師，2020（07）：16-18.