機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司□李昌臣 敖 勇 曾 政 李 偉 耿牛牛 劉忻雨 王小鐸

1 AGVS概述

AGVS是自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)的簡稱，具有工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、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運(yùn)輸車。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)和靈活的無人化生產(chǎn)。

2 某醫(yī)藥行業(yè)物流項(xiàng)目中AGVS物料搬運(yùn)的實(shí)現(xiàn)

某醫(yī)藥行業(yè)AGV物流系統(tǒng)是在NDC技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，AGV根據(jù)上級(jí)系統(tǒng)下發(fā)的點(diǎn)到點(diǎn)之間的搬運(yùn)指令，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)搬運(yùn)，同時(shí)將作業(yè)信息進(jìn)行自動(dòng)上傳給上級(jí)物流系統(tǒng)。

（1）AGV物流系統(tǒng)工藝流程

生產(chǎn)過程中，AGV所有任務(wù)均根據(jù)上級(jí)物流系統(tǒng)發(fā)送的點(diǎn)到點(diǎn)指令進(jìn)行調(diào)度完成，對(duì)任務(wù)的可行性不做判斷和分析，當(dāng)任務(wù)執(zhí)行出現(xiàn)沖撞，AGV需報(bào)警進(jìn)行預(yù)防撞，并反饋報(bào)警信息至上級(jí)系統(tǒng)物流管理系統(tǒng)對(duì)庫區(qū)貨位進(jìn)行管理。

1）混合機(jī)搬運(yùn)

上級(jí)物流系統(tǒng)下達(dá)搬運(yùn)任務(wù)請(qǐng)求給AGV管理系統(tǒng)，AGV管理系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度指定AGV將地面暫存區(qū)的IBC料桶搬運(yùn)至混合機(jī)進(jìn)行加料，AGV放置料桶后離開，AGV離開后進(jìn)行稱重及加料。

2）清洗機(jī)搬運(yùn)

上級(jí)物流系統(tǒng)下發(fā)指令給AGV管理系統(tǒng)，AGV管理系統(tǒng)接收到指令后自動(dòng)調(diào)度AGV小車將地面暫存區(qū)指定的IBC料桶搬運(yùn)至清洗機(jī)，清洗完成后接受上級(jí)物流系統(tǒng)的指令將料桶搬運(yùn)地面暫存區(qū)的指定位置。

3）料桶暫存搬運(yùn)

上級(jí)物流系統(tǒng)下發(fā)指令給AGV管理系統(tǒng)，AGV管理系統(tǒng)接收到指令后自動(dòng)調(diào)度AGV小車將料桶搬運(yùn)至地面暫存區(qū)指定位置。

4）投料搬運(yùn)

上級(jí)物流系統(tǒng)下發(fā)指令給AGV管理系統(tǒng)，AGV管理系統(tǒng)接收到指令后自動(dòng)調(diào)度AGV小車將料桶搬運(yùn)至地面投料口的指定位置。

5）提升機(jī)搬運(yùn)

上級(jí)物流系統(tǒng)下發(fā)指令給AGV管理系統(tǒng)，AGV管理系統(tǒng)接收到指令后自動(dòng)調(diào)度AGV小車將料桶搬運(yùn)至指定的提升機(jī)位置。

6）引片接料搬運(yùn)

上級(jí)物流系統(tǒng)下發(fā)指令給AGV管理系統(tǒng)，AGV管理系統(tǒng)接收到指令后自動(dòng)調(diào)度AGV小車將料桶搬運(yùn)至指定的引片接料位置。

（2）AGV系統(tǒng)的路徑規(guī)劃

AGV設(shè)備的路徑規(guī)劃是根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備布置圖和工藝流程，安排最佳的AGV小車輸送路線，以達(dá)到輸送效率高效、簡潔流暢的目的，并盡量地避免多臺(tái)車之間的干涉，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。某醫(yī)藥行業(yè)AGV路徑規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)主要是基于先進(jìn)的AGV管理系統(tǒng)NT8000，NT8000是基于NDC8的基礎(chǔ)上開發(fā)出的AGV管理系統(tǒng)，相比其他AGV管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于該系統(tǒng)的集成性更強(qiáng)大，可以通過控制物流信息管理系統(tǒng)和AGV系統(tǒng)圖形監(jiān)控軟件，進(jìn)行現(xiàn)場各種命令的接收、命令的執(zhí)行、相關(guān)參數(shù)的傳輸和AGV小車的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)分配或再分配AGV小車、AGV小車最優(yōu)行進(jìn)路徑的搜索和分配、多臺(tái)AGV小車交通管理、無任務(wù)AGV小車處理和AGV小車異常情處理等其他功能。同時(shí)NT8000還預(yù)留了與外部連接的標(biāo)準(zhǔn)接口，可方便地與其他管理系統(tǒng)進(jìn)行無縫對(duì)接。

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

（1）車體結(jié)構(gòu)

1）由于醫(yī)藥生產(chǎn)環(huán)境對(duì)潔凈度有較高要求，避免對(duì)AGV所搬運(yùn)的造成污染，AGV貨叉部分外部加裝不銹鋼叉套。

2）車體液壓油及潤滑脂更換為食品級(jí)產(chǎn)品。

3）車體下方加裝接油盤，防止意外漏油滴落到地面。

（2）系統(tǒng)優(yōu)化

由于項(xiàng)目現(xiàn)場物理空間特別狹小，支路通道狹窄，采用常規(guī)模式畫線段不能滿足要求。采用柔性曲線，能夠保證在畫一條線段時(shí)自動(dòng)分析線段起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)差距，并且結(jié)合小車轉(zhuǎn)向的最大角速度和最大速度把線段分成若干小段，然后通過優(yōu)化工具進(jìn)行優(yōu)化，使AGV小車占用空間最小。圖1為柔性曲線模式和常規(guī)模式產(chǎn)生的包絡(luò)線，它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)均相同，但在AGV小車路徑規(guī)劃中，柔性曲線模式占用的空間明顯較小常規(guī)模式占用的空間。圖1中左為柔性曲線模式，右為常規(guī)曲線模式。

圖1 柔性曲線產(chǎn)生的包絡(luò)線和常規(guī)模式產(chǎn)生的包絡(luò)線圖

由于支路通道狹窄，并且某些站臺(tái)存在的物理干涉較多，單純地采用柔性曲線也難以滿足現(xiàn)有的條件，此時(shí)需要結(jié)合Drawing Line Tool工具，進(jìn)一步優(yōu)化線段的包絡(luò)線占用的空間，使其占用的空間更小。Drawing Line Tool工具優(yōu)化的原理是在無法移動(dòng)的固定“障礙物”周圍加了一層保護(hù)，使用優(yōu)化工具內(nèi)部程序進(jìn)行占用空間優(yōu)化，使占用空間更小，保證AGV小車可以順利通過。圖2為未使用Drawing Line Tool工具和使用Drawing Line Tool工具產(chǎn)生的包絡(luò)線，分別見圖2左和圖2右。它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)均相同，但使用Drawing Line Tool工具占用的空間明顯較小于未使用Drawing Line Tool工具占用的空間。

圖2 未使用Drawing Line的包絡(luò)線和使用Drawing Line的包絡(luò)線圖

（3）信息交互

AGV小車與其他物流設(shè)備有信息交互，為保證安全生產(chǎn)，AGV小車在取貨、卸貨、取貨完成、卸貨完成等階段均會(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小車方可執(zhí)行任務(wù)，具體流程如圖3所示。

圖3 AGV小車執(zhí)行任務(wù)流程

（4）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。

（5）充電管理功能

AGV小車在正常的運(yùn)行過程中，時(shí)刻監(jiān)測電池電壓，電池電壓下降到指定數(shù)值后，AGV系統(tǒng)將在小車完成當(dāng)前任務(wù)后，調(diào)度AGV小車自動(dòng)行駛到充電區(qū)，待充電完成后，AGV小車自動(dòng)上線，繼續(xù)工作。

4 總結(jié)

本項(xiàng)目通過對(duì)AGVS的研究和技術(shù)創(chuàng)新，根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境，采用合理的路線設(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。