袁 駿 ，張 勝 ，趙 華

（1.機(jī)械科學(xué)研究總院集團(tuán)有限公司，北京 100044；2.機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司，北京 100044；3.機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100055）

0 引言

目前世界市場上各類汽車輪胎品牌已有近300種之多，主要來自于全球85家輪胎企業(yè)，我國輪胎企業(yè)數(shù)量眾多，幾乎占據(jù)了總數(shù)的半壁江山，并且數(shù)量逐年增加。盡管中國輪胎在企業(yè)數(shù)量上面占據(jù)了絕對優(yōu)勢，但是體現(xiàn)在質(zhì)量、銷售額上面上卻不盡人意，30多家中國內(nèi)地輪胎企業(yè)的總銷售額甚至不及普利司通和米其林其中一家輪胎企業(yè)的銷售額。

近年來輪胎生產(chǎn)技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已形成了比較完整的輪胎生產(chǎn)體系，但與國外先進(jìn)國家相比，我國輪胎行業(yè)整體智能化水平存在一定的差距，輪胎生產(chǎn)裝備數(shù)字化水平不高，生產(chǎn)車間“信息孤島”大量存在；小型企業(yè)生產(chǎn)較多依賴人工，部分大型企業(yè)實(shí)現(xiàn)了部分工藝段的數(shù)字化，但未做到全流程自動化生產(chǎn)、信息化管控，產(chǎn)品質(zhì)量追溯困難；缺少對設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)定，需針對不同制造商、不同型號的裝備需進(jìn)行一對一解析與集成，增加許多繁瑣重復(fù)性工作與成本；當(dāng)前車間信息系統(tǒng)功能單一，集成的信息量少，不能滿足輪胎智能制造的要求。

輪胎行業(yè)數(shù)字化工廠通常包括密煉車間、部件車間、成型車間、硫化車間、分揀車間以及成品倉庫，各個車間是典型的離散性智能制造模式。在分揀車間及成品倉庫區(qū)域可通過投資建設(shè)全自動分揀物流裝備和自動化立體倉庫實(shí)現(xiàn)全過程的自動化和信息化；而在密煉、半部件、成型等車間，由于不同車間設(shè)備種類分散布置，同一車間設(shè)備與設(shè)備之間相互獨(dú)立，不同車間設(shè)備生成出的原料供下一工序車間使用，設(shè)備種類眾多，要料種類繁多密集。大多數(shù)車間設(shè)備供料靠操作人員和人工叉車作業(yè)，物料臺車重量較重，工作強(qiáng)度大，現(xiàn)場管理混亂復(fù)雜，依靠紙質(zhì)單據(jù)進(jìn)行信息傳遞，因此迫切需要引入車間成套物流系統(tǒng)（AGV）實(shí)現(xiàn)物料（膠料、胎側(cè)、胎面、內(nèi)襯層、帶束層、胎體層、胎圈、冠帶條等）在密煉、半部件、成型等各個車間的自動化及智能化轉(zhuǎn)運(yùn)，并實(shí)現(xiàn)與企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES無縫對接，從而實(shí)現(xiàn)少人化操作，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，減少工人勞動強(qiáng)度，改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低產(chǎn)品不良率和提高生產(chǎn)效率。

1 物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)路線

物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的主要使命是完成密煉車間、半部件車間、成型車間、硫化車間等車間設(shè)備之間輪胎生產(chǎn)所需物料自動、智能供應(yīng)，形成集物料搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)、RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)、智能供料信息管理系統(tǒng)以及與企業(yè)信息系統(tǒng)接口集成為一體的新型車間成套物流裝備。從而構(gòu)成輪胎生產(chǎn)數(shù)字化車間的關(guān)鍵物流裝備，并滿足日常生產(chǎn)所需的大批量、多品種物料供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程物料信息的全過程信息綁定與追溯，為成品輪胎質(zhì)量管控和成品檔案管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)。

輪胎半成品生產(chǎn)過程是基于上一車間生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)出的物料是下一車間生產(chǎn)設(shè)備的原料供應(yīng)，該項(xiàng)目的總體建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)不同車間生產(chǎn)設(shè)備物料自動供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)物料下線與容器綁定入庫存儲、庫存物料效期管理、根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃配送出庫等過程，充分利用機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（條形碼結(jié)合電子標(biāo)簽RFID），實(shí)現(xiàn)OT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)的融合集成應(yīng)用。

物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)主要由自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)、自動充電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、物料倉儲系統(tǒng)、RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)、作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)以及與企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的協(xié)同集成，如圖1所示。

自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人子系統(tǒng)是由若干臺自動移動搬運(yùn)機(jī)器人（AGV）小車及配套地面控制系統(tǒng)組成，主要用于不同工序設(shè)備之間物料容器的自動搬運(yùn)，由移動搬運(yùn)機(jī)器人（AGV）小車、地面控制系統(tǒng)組成。

自動充電子系統(tǒng)是為自動移動搬運(yùn)機(jī)器人（AGV）提供電池充電的功能模塊，根據(jù)使用場景可配置鉛酸電池充電設(shè)備或鋰電子充電設(shè)備，當(dāng)移動搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)行電量低于預(yù)設(shè)值后自動駛?cè)氤潆娬就瓿勺詣映潆娙蝿?wù)，由自動充電機(jī)、遠(yuǎn)程IO以及網(wǎng)絡(luò)接口組成。

網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)為保證地面管理控制計(jì)算機(jī)、移動搬運(yùn)機(jī)器人、RFID手持器等設(shè)備運(yùn)行過程中提供數(shù)據(jù)的高速穩(wěn)定傳輸而配置的集工業(yè)有線以太網(wǎng)和基于802.11b/g/n雙頻漫游的無線網(wǎng)絡(luò)組成。

物料倉儲子系統(tǒng)是基于SOA技術(shù)架構(gòu)研發(fā)設(shè)計(jì)的針對地面平庫的物料倉庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物料的出入庫管理、作業(yè)管理、庫存管理等功能，由物料倉庫管理系統(tǒng)WMS、RFID手持器及終端軟件、倉儲管理計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)接口組成。

圖1 物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)組成

RFID電子標(biāo)簽識別子系統(tǒng)由硬件層、物資射頻識別系統(tǒng)組成。硬件層包括固定RFID讀寫器、車載RFID讀寫器、手持RFID讀寫器、天線、RFID標(biāo)簽，主要完成臺車、托盤及其裝載物料的標(biāo)識、識別、信息關(guān)聯(lián)和信息采集。

作業(yè)自動調(diào)度子系統(tǒng)是整個智能物料轉(zhuǎn)運(yùn)的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)作業(yè)指令的上下傳遞，其調(diào)度的實(shí)時性、高效性、準(zhǔn)確性是整個系統(tǒng)運(yùn)行的成敗所在，由作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)軟件、與移動搬運(yùn)機(jī)器人接口、設(shè)備接口、MES接口組成。

與MES協(xié)同集成模塊是負(fù)責(zé)數(shù)字化車間成套物流裝備的指令發(fā)起方，由接口軟件模塊、與物料倉儲子系統(tǒng)接口、與作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)接口組成。

圖2 物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)整體技術(shù)方案圖

圖3 調(diào)度軟件產(chǎn)品構(gòu)成圖

2 物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)方案

系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過車間成套物流系統(tǒng)（AGV）實(shí)現(xiàn)物料（膠料、胎側(cè)、胎面、內(nèi)襯層、帶束層、胎體層、胎圈、冠帶條等）從各個車間的智能化轉(zhuǎn)運(yùn)，并實(shí)現(xiàn)與企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES無縫對接，從而實(shí)現(xiàn)少人化操作，從而提高生產(chǎn)效率，減少工人勞動強(qiáng)度。

系統(tǒng)預(yù)計(jì)可接入最大數(shù)量可達(dá)100臺移動搬運(yùn)機(jī)器人（AGV）、自動充電站、服務(wù)器、控制系統(tǒng)軟件、庫存管理系統(tǒng)WMS、AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)、電子標(biāo)簽RFID系統(tǒng)、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通以及與企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES系統(tǒng)的無縫集成，實(shí)現(xiàn)密煉工序、部件生產(chǎn)工序、成型工序、硫化工序等生產(chǎn)過程涉及的物料（膠料、胎側(cè)、胎面、胎體、內(nèi)襯、帶束、大卷料等）自動搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)無人化、電子化。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及功能實(shí)現(xiàn)

3.1 自動調(diào)度核心技術(shù)及功能實(shí)現(xiàn)

自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人管理監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)AMS平臺采用模塊化軟件結(jié)構(gòu)，包括管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及自動作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)與作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)分別以以太網(wǎng)TCP/IP方式與管理系統(tǒng)連接通訊，管理系統(tǒng)主要功能是作業(yè)管理、交通管理、通訊管理、系統(tǒng)診斷，監(jiān)控系統(tǒng)以圖形化方式顯示自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，作業(yè)調(diào)度調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)作業(yè)調(diào)度下發(fā)、作業(yè)歷史記錄以及與第三方軟件系統(tǒng)進(jìn)行接口，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)過程的無人化和自動化。

圖4 調(diào)度系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

管理監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)采用模塊化結(jié)構(gòu)，不同功能模塊進(jìn)行集中管理控制，主要功能模塊有全局?jǐn)?shù)據(jù)、任務(wù)管理、車輛管理、交通管理、通訊管理、信息查看、IO管理、系統(tǒng)診斷、模擬管理、功能測試等模塊，形成標(biāo)準(zhǔn)的車輛管理平臺。

作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)上接企業(yè)信息系統(tǒng)，下接管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)指令的自動下達(dá)與反饋，形成以用戶管理、權(quán)限管理、通訊管理、作業(yè)管理、作業(yè)流水管理、作業(yè)歷史記錄、日志管理及系統(tǒng)管理等功能模塊，經(jīng)過近20年的工程實(shí)際應(yīng)用，已形成具有可配置化、快速集成應(yīng)用模式。

3.2 RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)

RFID自動識別系統(tǒng)由硬件層、物資射頻識別系統(tǒng)組成。硬件層包括固定RFID讀寫器、車載RFID讀寫器、手持RFID讀寫器、天線、RFID標(biāo)簽，主要完成臺車、托盤及其裝載物料的標(biāo)識、識別、信息關(guān)聯(lián)和信息采集。

圖5 RFID自動識別系統(tǒng)架構(gòu)

物資射頻識別系統(tǒng)是銜接RFID硬件設(shè)備和智能供料系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)的橋梁，向智能供料系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)傳遞物資信息，并向RFID設(shè)備下達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)智能供料系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)對底層設(shè)備的透明使用。物資射頻識別系統(tǒng)從RFID硬件設(shè)備采集數(shù)據(jù)、感知事件，按照定義的規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、合并、存儲、維護(hù)，對事件進(jìn)行相應(yīng)的處理。

1）RFID自動識別系統(tǒng)部署方案

RFID自動識別系統(tǒng)硬件由計(jì)算機(jī)工作站、固定RFID讀寫器、手持RFID讀寫器、車載RFID讀寫器組成。計(jì)算機(jī)工作站、固定RFID讀寫器通過以太網(wǎng)連接；手持RFID讀寫器、車載RFID讀寫器通過無線以太網(wǎng)接入；物料承載容器臺車、托盤均安裝有超高頻抗金屬RFID標(biāo)簽。

結(jié)合輪胎生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備布置情況，RFID自動識別系統(tǒng)需在帶束裁斷機(jī)、雙/三/四復(fù)合壓出線、內(nèi)襯層壓延線、胎體裁斷機(jī)的部件產(chǎn)出下線處安裝相應(yīng)下線料倉數(shù)量的固定RFID讀寫器并配套同樣數(shù)量的IO擴(kuò)展控制箱、LED條屏、手持RFID讀寫器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出下線部件與臺車的自動組盤及組盤確認(rèn)功能；手持RFID讀寫器分別分配到膠料緩存區(qū)、AGV對接站臺區(qū)和成型車間的成型機(jī)臺。實(shí)現(xiàn)膠料、胎側(cè)、胎面、帶束、胎體、內(nèi)襯層等物料與托盤、臺車的組盤功能；同時在移動搬運(yùn)機(jī)器人AGV本體配置相應(yīng)的車載RFID讀寫器在AGV執(zhí)行搬運(yùn)任務(wù)時實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證物料的功能。

圖6 RFID自動識別系統(tǒng)部署方案

RFID硬件包括固定RFID讀寫器、車載RFID讀寫器、手持RFID讀寫器、天線、RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽用于標(biāo)識臺車、托盤；RFID讀寫器和天線通過RFID標(biāo)簽標(biāo)識、識別臺車、托盤。RFID讀寫器通過物資射頻識別系統(tǒng)將采集到的信息發(fā)送給智能供料系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)，智能供料系統(tǒng)下傳的指令也是通過物資射頻識別系統(tǒng)發(fā)送給RFID讀寫器。

RFID自動識別系統(tǒng)選用遠(yuǎn)距離讀寫的無源RFID讀寫器和無源RFID標(biāo)簽用于臺車和托盤的管理。無源RFID讀寫器和無源RFID標(biāo)簽采用EPC Gen2協(xié)議，工作頻段為865～868MHz。

1）RFID物料識別系統(tǒng)

隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，使用RFID進(jìn)行數(shù)據(jù)采集已成為一種安全可靠的數(shù)據(jù)采集手段，物資射頻識別系統(tǒng)是介于讀寫器和應(yīng)用系統(tǒng)之間的中間系統(tǒng)，它屏蔽了RFID設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，為應(yīng)用系統(tǒng)提供已清洗的、有意義的、可靠的數(shù)據(jù)，是RFID硬件與應(yīng)用系統(tǒng)之間的橋梁。物資射頻識別系統(tǒng)主要對離散的RFID硬件進(jìn)行集中管理和控制，以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需要，通過RFID硬件采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、分組等處理，以形成標(biāo)簽事件報(bào)告，并通過網(wǎng)絡(luò)通知應(yīng)用系統(tǒng)。

2）讀寫器管理

物資射頻識別系統(tǒng)對接入系統(tǒng)的所有RFID設(shè)備實(shí)行統(tǒng)一管理，并對各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視。管理人員可通過物資射頻識別系統(tǒng)的讀寫器管理功能，對讀寫器進(jìn)行連接、斷開、讀取等一系列操作，并能通過監(jiān)視界面直觀的監(jiān)控每個讀寫器的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行情況。

物資射頻識別系統(tǒng)支持不同廠商、不同型號的RFID設(shè)備接入，通過動態(tài)加載各個型號的讀寫器驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)新添或移除設(shè)備時不重啟系統(tǒng)。

3）接口管理

物資射頻識別系統(tǒng)接口管理用于與其他應(yīng)用系統(tǒng)和讀寫器設(shè)備相互集成。物資射頻識別系統(tǒng)提供了讀寫器接入接口和事件報(bào)告處理接口，讀寫器接入接口用于不同廠商、不同型號的讀寫器接入物資射頻識別系統(tǒng)；事件報(bào)告處理接口用于其他應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集或?qū)?shù)據(jù)寫入到RFID標(biāo)簽等操作。

3.3 智能供料信息管理系統(tǒng)

智能供料管理信息系統(tǒng)的主要功能是對物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)中設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理與調(diào)度，及時、準(zhǔn)確完成各種物料的搬運(yùn)作業(yè)，利用RFID識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料從入庫、庫存、出庫全業(yè)務(wù)流程的信息追溯，并對庫存數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)、貨位數(shù)據(jù)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為企業(yè)上游信息化系統(tǒng)提供底層的數(shù)據(jù)支撐，為數(shù)字化車間各部門提供有價值的決策信息，以便決策者對生產(chǎn)進(jìn)行宏觀調(diào)控。

系統(tǒng)以可視化方式動態(tài)顯示智能供料庫區(qū)物料存放情況，同時系統(tǒng)具備豐富的查詢統(tǒng)計(jì)功能，能提供各種方式進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)等功能。

根據(jù)系統(tǒng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，智能供料管理信息系統(tǒng)組成如圖7所示，系統(tǒng)由作業(yè)接口管控系統(tǒng)、作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)、料區(qū)倉庫管理系統(tǒng)、電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)、RFID-PDA終端系統(tǒng)、后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及與制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的接口組成。

通過將整個信息系統(tǒng)分成若干子信息系統(tǒng)，整體上協(xié)同完成智能料區(qū)信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在輪胎行業(yè)復(fù)雜環(huán)境現(xiàn)場條件下數(shù)量眾多的移動搬運(yùn)機(jī)器人高并發(fā)作業(yè)場景的實(shí)時處理和庫存管理，并與企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES協(xié)同集成，整體上構(gòu)成數(shù)字化車間成套物流裝備的重要組成部分。

圖7 智能供料管理信息系統(tǒng)組成圖

作業(yè)管控系統(tǒng)負(fù)責(zé)與MES系統(tǒng)協(xié)調(diào)集成，根據(jù)MES生產(chǎn)計(jì)劃和料區(qū)倉庫管理系統(tǒng)情況來生成調(diào)度作業(yè)指令，并實(shí)時向MES系統(tǒng)反饋?zhàn)鳂I(yè)執(zhí)行詳情。

作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)車間內(nèi)所有移動搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)指令下達(dá)、數(shù)據(jù)報(bào)解析分析、邏輯記賬等。

料區(qū)倉庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)膠料、胎側(cè)、胎面、胎體、內(nèi)襯層、帶束等料區(qū)可視化庫存管理、貨位管理、作業(yè)管理、查詢統(tǒng)計(jì)等功能。

RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)通過固定式RFID讀寫器、車載RFID讀寫器來實(shí)現(xiàn)物料容器上RFID卡片的識別、寫入、讀取及比對，實(shí)現(xiàn)出入庫全業(yè)務(wù)流程的信息追溯。

RFID PDA終端系統(tǒng)通過無線接入方式實(shí)現(xiàn)移動RFID設(shè)備實(shí)現(xiàn)作業(yè)查詢及維護(hù)、庫存查詢及維護(hù)、庫存盤點(diǎn)等功能，構(gòu)成RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)的補(bǔ)充手段，來維護(hù)料區(qū)倉庫管理系統(tǒng)。

3.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)

本文所研制技術(shù)成果可實(shí)現(xiàn)如表1所示的技術(shù)指標(biāo)。

表1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)

表1（續(xù)）

4 創(chuàng)新點(diǎn)

1）復(fù)雜路線交通管理的智能化

由于輪胎行業(yè)生產(chǎn)車間物流轉(zhuǎn)運(yùn)空間有限，移動搬運(yùn)機(jī)器人（AGV）的運(yùn)行路線錯綜復(fù)雜，通過研究多車多任務(wù)的智能交通管理及控制算法，智能化的實(shí)現(xiàn)在交叉路口多臺車輛運(yùn)行時的自動避讓，避免了多車之間運(yùn)行的死鎖堵塞。

2）高并發(fā)作業(yè)自動調(diào)度優(yōu)化算法

輪胎行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備眾多，每個設(shè)備還有若干工位，物料消耗快速，因此會產(chǎn)生大量的、高并發(fā)的搬運(yùn)作業(yè)，同時系統(tǒng)中配置的物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人數(shù)量也眾多，因此如何通過研究此背景下作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)所需是研究的一個創(chuàng)新點(diǎn)，系統(tǒng)能自主地根據(jù)作業(yè)指令并按照優(yōu)化策略動態(tài)遴選AGV去執(zhí)行作業(yè)，并采用動態(tài)A*算法實(shí)時規(guī)劃出多臺AGV執(zhí)行任務(wù)的最優(yōu)路徑，使多AGV系統(tǒng)的總體運(yùn)行效率達(dá)到最優(yōu)。最終實(shí)現(xiàn)了實(shí)時并行處理作業(yè)數(shù)達(dá)300條，日處理搬運(yùn)作業(yè)數(shù)達(dá)7000車次，系統(tǒng)日處理記錄日志信息近35萬條，作業(yè)調(diào)度技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

3）解決高并發(fā)作業(yè)模式下以太網(wǎng)通訊過程中數(shù)據(jù)報(bào)文粘連的問題

在輪胎行業(yè)數(shù)字化車間移動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人中由于各生產(chǎn)車間設(shè)備眾多、物料種類繁多，作業(yè)搬運(yùn)頻次高等因素，造成調(diào)度系統(tǒng)在處理以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)文時出現(xiàn)接收報(bào)文過多，出現(xiàn)“報(bào)文粘連”問題，導(dǎo)致車輛在搬運(yùn)過程中、系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)不同程度的“卡頓”問題，本論文根據(jù)上述存在的問題，研究實(shí)時報(bào)文處理算法，很好的解決了數(shù)據(jù)報(bào)文實(shí)時解析、排隊(duì)、處理，系統(tǒng)響應(yīng)速度大幅度提升。

4）全流程信息追溯

在輪胎行業(yè)首次使用動靜態(tài)組合RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了出入庫作業(yè)全流程的信息追溯，通過固定式RFID讀寫器、車載RFID讀寫器和移動RFID手持器，自動實(shí)現(xiàn)RFID信息讀取、信息寫入、信息比對驗(yàn)證過程，將RFID識別準(zhǔn)確率提高到了99.6%以上，填補(bǔ)了國內(nèi)輪胎行業(yè)半成品數(shù)字化車間物料生產(chǎn)配送過程全流程信息追溯技術(shù)的空白，為后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量檔案的形成提供了必要的過程數(shù)據(jù)。

5）分布式軟件部署模式

本論文通過研究，將智能供料管理信息系統(tǒng)分解為作業(yè)接口管控系統(tǒng)、作業(yè)自動調(diào)度系統(tǒng)、料區(qū)庫存管理系統(tǒng)、RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)和RFID PDA終端系統(tǒng)，并進(jìn)行了分布式部署，實(shí)現(xiàn)了不同軟件模塊負(fù)責(zé)處理不同功能模塊，提高了作業(yè)實(shí)時高并發(fā)處理能力，整體上協(xié)同完成智能料區(qū)信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在輪胎行業(yè)復(fù)雜環(huán)境現(xiàn)場條件下數(shù)量眾多的移動搬運(yùn)機(jī)器人集成應(yīng)用并與企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES協(xié)同集成，整體上提高了車間的智能化、信息化水平。

5 結(jié)語

本文研究了集移動搬運(yùn)機(jī)器人技術(shù)、軟件工程技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用為一體的智能供料系統(tǒng)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)密煉、半部件、成型、硫化等車間設(shè)備之間輪胎生產(chǎn)所需物料自動化、智能化供應(yīng)，形成集物料搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)、RFID電子標(biāo)簽識別系統(tǒng)、智能供料信息管理系統(tǒng)以及與企業(yè)信息系統(tǒng)接口集成為一體的車間成套物流核心裝備，滿足日常生產(chǎn)所需的大批量、多品種物料供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程物料及時準(zhǔn)確配送，實(shí)現(xiàn)了OT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)的融合集成創(chuàng)新應(yīng)用。

本文研究成果，累計(jì)推廣應(yīng)用近300臺物料自動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人，累計(jì)合同額達(dá)1.5億元，獲得了客戶的廣泛認(rèn)可，并成功將研究成果推廣到泰國、歐洲等地區(qū)輪胎企業(yè)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。