AGVS系統(tǒng)在現(xiàn)代生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用
上海印鈔廠通過采用先進(jìn)的激光導(dǎo)引車系統(tǒng)AGVS，使其物流搬運(yùn)系統(tǒng)更加快速、及時(shí)、規(guī)模優(yōu)化和易于庫存控制管理。
物流系統(tǒng)是指在一定的時(shí)間和空間里，由所需位移的物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運(yùn)機(jī)械、運(yùn)輸工具、倉儲(chǔ)設(shè)施、人員和通信聯(lián)系等若干相互制約的要素所構(gòu)成的具有特定功能的有機(jī)整體。物流系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)物資的空間效益和時(shí)間效益，使物流速度加快。物流所花費(fèi)時(shí)間縮短，空間占用縮小，大大節(jié)省成本，從而增加利潤，實(shí)現(xiàn)各種物流環(huán)節(jié)的合理銜接，并取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
為了實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)的高度自動(dòng)化、提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，上海印鈔廠在經(jīng)過長期而廣泛的市場調(diào)研和綜合考慮之后，采用北京機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司所引進(jìn)的，以瑞典NDC公司技術(shù)為核心所研制的激光導(dǎo)引車系統(tǒng) AGVS（Automatic Guided Vehicle System）作為生產(chǎn)過程中的物流搬運(yùn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)其快速、及時(shí)、低成本、規(guī)模優(yōu)化和易于庫存控制管理等目的。它的原理是在AGV小車上安裝發(fā)射激光的掃描器、在工作現(xiàn)場的四周安裝反射板，AGV在行進(jìn)過程中不斷發(fā)射激光并接收反射信號(hào)，通過所檢測得到的反射板的精確位置，再通過車載計(jì)算機(jī)的計(jì)算得到AGV當(dāng)前所處的位置。激光導(dǎo)引AGV可以在導(dǎo)引區(qū)內(nèi)自由行走和精確定位，行走路面無需其他任何定位措施，小車的行走路徑可根據(jù)實(shí)際需求隨時(shí)改動(dòng)。
系統(tǒng)構(gòu)成
上海印鈔廠AGV控制系統(tǒng)（包括硬件和軟件）主要分為車載控制和地面控制兩部分：車載部分硬件主要由車載計(jì)算機(jī)、控制驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向電機(jī)模塊、與主站的通信模塊、傳感器信號(hào)處理模塊等組成。這些硬件與車載計(jì)算機(jī)運(yùn)行的軟件相結(jié)合，主要完成以下的功能：在收到指令后，負(fù)責(zé)AGV的導(dǎo)引，路徑選擇，小車行走，裝卸操作等。地面控制部分硬件主要由AGV系統(tǒng)地面控制管理主機(jī)、企業(yè)上位管理主機(jī)、以及處理現(xiàn)場外部某些信號(hào)的信號(hào)集中器、智能充電機(jī)等組成。硬件與軟件相結(jié)合主要負(fù)責(zé)完成搬運(yùn)任務(wù)的分配，車輛調(diào)度，交通管理，蓄電池充電等功能。
上海印鈔廠AGV系統(tǒng)是一個(gè)包含企業(yè)上位管理機(jī)、AGV管理主機(jī)及AGV小車、智能充電機(jī)和現(xiàn)場信號(hào)集中器等組成部分，并將AGV系統(tǒng)的各個(gè)組成部分有機(jī)的組合到一起來滿足企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要的集成系統(tǒng)。AGV系統(tǒng)的管理主機(jī)是與企業(yè)的信息數(shù)據(jù)庫管理機(jī)相交互的。它們交互的信息包括企業(yè)的信息數(shù)據(jù)庫向AGV的管理主機(jī)發(fā)送各種命令的信息。AGV管理主機(jī)將AGV系統(tǒng)所接受到的任務(wù)的執(zhí)行完成情況報(bào)告給企業(yè)的管理主機(jī)，企業(yè)管理主機(jī)根據(jù)不同的情況將各種應(yīng)答信息再反饋給AGV管理主機(jī)。
上海印鈔廠AGV系統(tǒng)框圖如圖1所示:
AGV的任務(wù)是由倉庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫發(fā)給AGV管理主機(jī)的，進(jìn)而由AGV管理主機(jī)調(diào)度AGV去執(zhí)行相關(guān)的任務(wù)，再將任務(wù)的執(zhí)行情況返回給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
AGV系統(tǒng)的各組成部分的功能簡介如下：
1.物流信息管理系統(tǒng)
主要根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)和各操作機(jī)臺(tái)的呼叫情況，向AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)管理主機(jī)發(fā)送運(yùn)輸任務(wù)的指令信息、并接收AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行情況信息。
2.LGV管理系統(tǒng)
主要負(fù)責(zé)任務(wù)分配，車輛調(diào)度，交通管理，電池充電等功能。它主要由AGV管理主機(jī)的主控服務(wù)軟件和現(xiàn)場信號(hào)集中器、智能充電機(jī)等組成。其功能是負(fù)責(zé)為AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)管理主機(jī)處理命令接收、命令執(zhí)行、相關(guān)參數(shù)的傳輸和小車的監(jiān)控，這些命令可從物流信息管理系統(tǒng)、AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)圖形監(jiān)控工作站、各種現(xiàn)場的數(shù)字信號(hào)如按扭等進(jìn)行發(fā)送。
其中AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)監(jiān)控工作站采用一獨(dú)立的監(jiān)控工作站，可全動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)中各臺(tái)AGV的工作位置及運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)時(shí)報(bào)告AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)出現(xiàn)的故障信息，此外也具有AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)仿真運(yùn)行的功能。在緊急情況下，也可通過AGV自動(dòng)輸送系統(tǒng)監(jiān)控工作站指派特定的AGV執(zhí)行特定的任務(wù)。
3.操作機(jī)臺(tái)呼叫終端
可根據(jù)實(shí)際需要配備操作終端的數(shù)量，完成機(jī)臺(tái)操作人員和AGV自動(dòng)運(yùn)輸管理調(diào)度系統(tǒng)的信息交互。該終端的主要功能包括：生產(chǎn)任務(wù)的顯示；生產(chǎn)要料的出庫請求和入庫請求以及生產(chǎn)完的半成品的入庫請求。
系統(tǒng)功能
1.硬件系統(tǒng)
車載AGV硬件系統(tǒng)組成采取模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都定義了相關(guān)的接口，這種模塊化架構(gòu)的首要的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)能快速地被集成在一起。
AGV車載系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)模塊功能圖如圖2所示。
車載計(jì)算機(jī)硬件采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，由底板聯(lián)接起來的板卡所組成，每個(gè)板卡（除了電源卡）都有自己的CPU和ROM及相應(yīng)的運(yùn)行軟件，以執(zhí)行每個(gè)模塊的特殊功能。每個(gè)板卡上運(yùn)行的軟件分為系統(tǒng)軟件和用戶編制的特殊表格應(yīng)用軟件，系統(tǒng)軟件通過運(yùn)行在DOS下的傳輸程序傳給板卡上的EPROM和FLASH EPROM，而表格應(yīng)用程序則集中存儲(chǔ)在特殊的存儲(chǔ)卡上。各個(gè)板卡通過底板的總線相連，并具備一個(gè)存儲(chǔ)卡。這些卡除了存儲(chǔ)卡的位置固定外，其他板卡的位置可隨意放置。
2.軟件系統(tǒng)
在車載計(jì)算機(jī)硬件外圍有三個(gè)環(huán)包圍著的軟件操作系統(tǒng)，駐留在車載計(jì)算機(jī)的各功能板卡的存儲(chǔ)區(qū)中，由內(nèi)到外依次是軟件操作系統(tǒng)、語言編譯系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序。語言編譯系統(tǒng)通常是放置在編譯計(jì)算機(jī)中，由用戶在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行用戶應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行編譯，編譯后生成軟件操作系統(tǒng)所能識(shí)別和執(zhí)行的代碼，經(jīng)由下載程序下載到車載計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)卡中，從而實(shí)現(xiàn)車載計(jì)算機(jī)的控制功能。
軟件也采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，將小車的控制分為若干功能模塊。
下面是小車的導(dǎo)航模塊示意圖(見圖3)。
車載計(jì)算機(jī)定義程序由若干功能模塊組成。下面簡單對路徑規(guī)劃功能模塊作簡單描述：
小車的行走路徑主要是依賴于電子地圖數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含小車行駛的站臺(tái)和運(yùn)動(dòng)的線段，電子地圖被AGV主控計(jì)算機(jī)和車載計(jì)算機(jī)用來通過路徑網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行導(dǎo)航。路徑規(guī)劃模塊的主要功能是指引小車沿著根據(jù)生產(chǎn)需要所設(shè)定的路線網(wǎng)絡(luò)行進(jìn)的模塊。車載計(jì)算機(jī)路徑規(guī)劃模塊在路線網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)當(dāng)前的任務(wù)信息計(jì)算出從當(dāng)前位置所有可能到達(dá)目的地的路徑所需時(shí)間最短的路線，定義的速度和線段的長度在計(jì)算中使用，所選擇路徑上的點(diǎn)和線段被列表列出，用來指引小車去所希望的目的地。
路徑規(guī)劃和設(shè)置
上海印鈔廠是由多臺(tái)AGV小車組成的AGV系統(tǒng)，為了提高生產(chǎn)效率，對運(yùn)行路線進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃是至關(guān)重要的和必須的。由于AGV系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，影響生產(chǎn)效率的因素很多，系統(tǒng)規(guī)劃主要考慮以下幾個(gè)方面：
AGV系統(tǒng)物流線路布局以及系統(tǒng)中裝卸站點(diǎn)的位置安排；小車的調(diào)度規(guī)則；交通管理與運(yùn)行線路規(guī)劃；以及AGV系統(tǒng)中AGV數(shù)量的規(guī)劃。
車間物流路線布局應(yīng)遵循以下的一些基本原則：
(1) 在公共主干道上應(yīng)避免設(shè)置物料裝卸站，以保證主干道物流的通暢，避免發(fā)生交通堵塞。
(2) 各個(gè)區(qū)域內(nèi)，裝載站應(yīng)位于卸載站之前。
(3) 盡量使同一區(qū)域內(nèi)的物料裝卸量保持平衡，從而減小AGV空車運(yùn)行的時(shí)間，提高AGV的利用率。
(4) s不同區(qū)域的物流強(qiáng)度應(yīng)盡量保持平衡，避免出現(xiàn)AGV集中運(yùn)行的情況，這樣可減少交通堵塞，既可以簡化交通管理，又可提高系統(tǒng)的工作效率。
(5) AGV可能通過一條以上的線路到達(dá)目標(biāo)地。
(6) 交通擁擠的“瓶頸”路口，應(yīng)有AGV會(huì)讓通道以安全行車。
根據(jù)實(shí)際的現(xiàn)場物流的需要,來對AGV小車的行進(jìn)路線和站點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和定義，以使得AGV小車能在整個(gè)系統(tǒng)中高效、有序、流暢地運(yùn)行,從而提高整個(gè)物流系統(tǒng)的效率和AGV小車的使用率，是進(jìn)行路線規(guī)劃設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和目的。
根據(jù)上海印鈔廠的AGV運(yùn)行實(shí)際環(huán)境相關(guān)設(shè)備布置，進(jìn)行導(dǎo)航系統(tǒng)的安裝布置、AGV的行進(jìn)路線和相關(guān)參數(shù)的確定。在這里要根據(jù)企業(yè)環(huán)境的設(shè)備布置情況，規(guī)劃出AGV行進(jìn)的路線圖，并設(shè)置合適的取貨、卸貨站臺(tái)的位置、充電站的位置、車庫站的位置。對于具體的情況，應(yīng)做具體的分析。
（轉(zhuǎn)載）
