機科發(fā)展科技股份有限公司 / 向光義 張勝 劉洋 謝昊天 邵安寧

玻璃纖維生產(chǎn)中AGV物流系統(tǒng)功能軟件的應用

機科發(fā)展科技股份有限公司 / 向光義 張勝 劉洋 謝昊天 邵安寧

本文主要對玻璃纖維生產(chǎn)中AGV物流系統(tǒng)功能軟件的應用進行了介紹?；贏GV系統(tǒng)各相關(guān)軟件功能，通過AGV自動物流輸送系統(tǒng)，可實現(xiàn)生產(chǎn)物料的自動轉(zhuǎn)運、物料信息的自動追蹤和智能化柔性作業(yè)，并實現(xiàn)了玻璃纖維生產(chǎn)過程中數(shù)字化工廠和智能制造。

玻璃纖維生產(chǎn)、AGV系統(tǒng)、軟件應用

玻璃纖維行業(yè)目前是一個勞動密集型產(chǎn)業(yè)，近年來深受“招工難、用工難”、人工成本上升等問題困擾。在此形勢下，國內(nèi)外各大玻纖企業(yè)都紛紛采取措施，采用生產(chǎn)物流自動化系統(tǒng)，幫助企業(yè)在玻璃纖維生產(chǎn)中減少人工需求、提高效率、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品品質(zhì)。

傳統(tǒng)的物流自動化生產(chǎn)線，主要是基于人工事先設定的路線機械地動作；在國內(nèi)玻璃纖維行業(yè)采用AGV自動系統(tǒng)能夠自動判斷任務發(fā)生點，自動進行調(diào)度，完成輸送任務、小車自動充電和自動調(diào)整線路規(guī)避交通堵塞，而且一旦要更改運行線路，也無需追加投入，只需從控制系統(tǒng)更改路徑即可。由此，在玻璃纖維主生產(chǎn)線的產(chǎn)品流程上，從拉絲到烘干采用了激光導引的AGV自動小車，自動完成空紗車和滿紗車的調(diào)度分配輸送和信息跟蹤；徹底放棄了傳統(tǒng)的人工輸送方式；AGV自動輸送系統(tǒng)的應用，在大大降低人工需求量、提高產(chǎn)品品質(zhì)的同時，不但提供了產(chǎn)品信息的可追蹤，還顯著降低了員工勞動強度，改善了作業(yè)環(huán)境。

一、玻璃纖維生產(chǎn)中AGV車的功能特點

目前，玻璃纖維生產(chǎn)過程中AGV系統(tǒng)主要應用于從拉絲區(qū)到烘干爐爐前工段之間進行紗車的自動輸送，實現(xiàn)如下功能：

1.回流線取空紗車經(jīng)自動掃碼后到拉絲區(qū)；

2.拉絲區(qū)取滿紗車經(jīng)自動掃碼判別產(chǎn)品信息后，到爐前輸送線或暫存待處理區(qū)域；

3.AGV系統(tǒng)和生產(chǎn)信息系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)調(diào)度。

在玻璃纖維生產(chǎn)中所使用的AGV小車，均采用激光導引方式，其優(yōu)點在于：

①柔性化程度高，路徑易于修改。當車間某一環(huán)節(jié)需要進行空/滿紗車輸送時，由工作人員向呼叫終端輸入相關(guān)信息，呼叫終端再將呼叫信息經(jīng)物流系統(tǒng)發(fā)送到AGV控制系統(tǒng)，AGV控制系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的AGV小車將空/滿紗車自動輸送至相應的烘干爐輸送線。

②充電自動化。當AGV小車的電池電量使用消耗到設定值時，AGV車會向AGV控制系統(tǒng)發(fā)出請求指令，請求充電，AGV車在接到充電任務后自動運動到充電站進行充電，如充電站已滿、則運動到充電等待站等待進入充電站進行充電。

③美觀，提高觀賞度，從而提高企業(yè)形象。

④方便，減少占地面積。生產(chǎn)車間的AGV小車可以在拉絲區(qū)各工位、條碼掃描開關(guān)位置、暫存區(qū)、爐前輸送線及空紗車回流線之間進行空滿紗車的物料搬運。

二、AGV系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)組成

AGV系統(tǒng)和物流管理系統(tǒng)采用C/S（Client/Server）結(jié)構(gòu)，即客戶端和服務器結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)的實時性和可靠性。 AGV小車通過無線網(wǎng)絡連接AGV系統(tǒng)管理機，AGV系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，如圖1。

>> 圖1

三、AGV系統(tǒng)中軟件組成和功能

AGV自動導引車系統(tǒng)由以下軟件組成：AGV調(diào)度系統(tǒng)軟件、AGV管理軟件、監(jiān)控軟件等。各軟件需要全部打開后才可以運行AGV系統(tǒng)。AGV系統(tǒng)各層次功能圖，如圖2。

>> 圖2

1.調(diào)度軟件

AGV自動調(diào)度系統(tǒng)是由AGV管理計算機與網(wǎng)絡接口等組成，采用SQL Server數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理。通過ADO數(shù)據(jù)接口方式與服務器數(shù)據(jù)庫SQL Server完成數(shù)據(jù)鏈接，AGV自動調(diào)度系統(tǒng)采用Socket通信方式與AGV管理計算機進行連接。AGV自動調(diào)度系統(tǒng)完成物流管理機下發(fā)的各種滿紗車搬運、空紗車搬運等作業(yè)任務，自動調(diào)度系統(tǒng)中AGV小車輸送貨物的功能。

軟件系統(tǒng)具有如下功能：通訊配置、當前作業(yè)查詢、歷史記錄查詢、運行日志查詢、運行信息查詢等功能。調(diào)度軟件結(jié)構(gòu)和界面，如圖3。

>> 圖3

（1）通訊配置功能

在“AGV調(diào)度系統(tǒng)”分組框中添加AGV管理計算機的IP地址、端口號、空紗車作業(yè)數(shù)和AGV小車的IP地址，并按后邊的保存按鈕，輸入的地址、端口號、最多作業(yè)數(shù)和AGV的IP地址會保存到系統(tǒng)注冊表中，在下次啟動后會自動從注冊表中讀取該設置，并寫到這三個編輯框中。

AGV充電系統(tǒng)設置可以完成對充電機的打開與關(guān)閉操作。手動充電設置可以對AGV下發(fā)手動充電任務。

空紗車作業(yè)數(shù)系統(tǒng)參數(shù)控制當前在執(zhí)行作業(yè)的個數(shù)，如系統(tǒng)中空紗車作業(yè)數(shù)大于設定的最大作業(yè)數(shù)，則系統(tǒng)暫不進行作業(yè)的下發(fā)。

網(wǎng)絡通訊參數(shù)下方的文本框顯示AGV自動調(diào)度系統(tǒng)與AGV管理機具體交互的信息，方便系統(tǒng)查看和錯誤追蹤，在退出系統(tǒng)后自動保存在系統(tǒng)軟件的安裝目錄，用戶可以利用記事本文件打開查看。

>> 圖4

（2）當前作業(yè)查詢功能

通過當前作業(yè)查詢功能，能查詢當前AGV車的作業(yè)代號、序號、作業(yè)名稱、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)索引號、起始位置、目的位置、所分配的AGV車號、作業(yè)的優(yōu)先級、條碼標識、掃描設備標識、任務產(chǎn)生時間、任務分配給AGV車的時間、任務完成時間等。

（3）歷史記錄查詢功能

通過當前作業(yè)查詢功能，可以根據(jù)選擇要查詢的作業(yè)記錄的起始日期時間和截止日期時間（截止日期時間要大于起始日期時間）以及AGV車號參數(shù)查詢符合條件的歷史記錄，包括作業(yè)代號、序號、作業(yè)名稱、作業(yè)狀態(tài)、異常狀態(tài)、索引號、起始站、目的站、AGV號、優(yōu)先級、條碼號、掃碼標識、掃碼站臺、等待標識、取消標識、修改標識、修改站臺、作業(yè)產(chǎn)生時間、AGV分配時間、AGV取貨時間、任務完成時間等。同時，可以將查詢到的歷史數(shù)據(jù)保存到選定文件格式指定的路徑下。

在另存為對話框中，用戶可以選擇要保存的文件格式(*.xls,*. csv,*.htm,*.rtf)。

在打印界面中可以單擊“打印設置”按鈕進入打印機設置、打印方式選擇及其他打印參數(shù)，待設置到理想格式后單擊“打印”按鈕即可進行打印操作。

>> 圖5

（4）運行日志查詢功能

單擊主界面左側(cè)導航欄中“運行日志查詢”即可進入該功能，可通過運行日志查詢查詢AGV的運行過程日志。

（5）運行信息查詢

單擊主界面左側(cè)導航欄中“運行信息查詢”即可進入該功能，可通過運行信息查詢查詢AGV的運行過程的交互信息。

2.AGV管理軟件

AGV管理軟件負責處理命令的接收、命令的執(zhí)行、相關(guān)參數(shù)的傳輸和小車的監(jiān)控，這些任務命令可從物流信息管理系統(tǒng)、AGV自動輸送系統(tǒng)圖形監(jiān)控工作站、各種現(xiàn)場的數(shù)字信號如按鈕等進行發(fā)送。AGV管理軟件運行穩(wěn)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(tǒng)進行無縫的對接。AGV管理軟件功能結(jié)構(gòu)，如圖4。

AGV管理軟件對AGV小車的控制主要包括以下幾個方面：

①分配或再分配AGV小車；

②AGV小車最優(yōu)行進路徑的搜索和分配；

③取貨、卸貨操作；

④AGV小車的監(jiān)控；

⑤多臺AGV小車的交通管理；

⑥無任務AGV小車的處理；

⑦AGV小車異常情況的處理；

AGV系統(tǒng)的管理軟件是一個后臺服務程序，所執(zhí)行的程序文件是由AGV系統(tǒng)中所相關(guān)的定義軟件來定義的，根據(jù)電子地圖數(shù)據(jù)，AGV管理軟件為每一個工作任務分配小車和所需要的線段來完成相應的任務。

3.AGV監(jiān)控軟件

AGV系統(tǒng)中的監(jiān)控軟件是用戶圖形界面監(jiān)控軟件。它和安裝在同臺計算機上的AGV系統(tǒng)管理軟件進行通訊。AGV監(jiān)控軟件提供了用戶和AGV系統(tǒng)交互的可視化途徑，通過監(jiān)控軟件的用戶圖形操作界面，用戶可方便地了解AGV系統(tǒng)中任務執(zhí)行情況、AGV小車的運行狀態(tài)、系統(tǒng)事件、系統(tǒng)錯誤、用戶事件、用戶錯誤等。另外，還可以在與AGV自動管理系統(tǒng)軟件通訊斷開的情況下直接通過該監(jiān)控軟件進行人工發(fā)送任務、取消任務、執(zhí)行充電任務等。AGV監(jiān)控軟件功能和監(jiān)控示意，如圖5。

（文章屬于北京市科委重點研發(fā)課題成果，課題編號：D151100001315002）