Ключом к автоматизации логистики и повышению эффективности современных интеллектуальных складов и заводов является внедрение управления парком AGV (автоматизированных транспортных средств). Речь идет не просто о покупке нескольких автомобилей. Это также связано с системной разработкой, которая глубоко интегрирует аппаратное обеспечение, программное обеспечение и бизнес-процессы. Эффективное управление может гарантировать стабильную, эффективную и совместную работу парка AGV, что напрямую влияет на окупаемость инвестиций и бесперебойность работы.
Как спланировать архитектуру системы управления парком AGV
Планирование архитектуры системы начинается с проектирования верхнего уровня. Во-первых, нам необходимо уточнить бизнес-процесс, проанализировать узлы, частоты и пути во время оборота материалов и определить, является ли тип задачи AGV транспортировкой, комплектацией или стыковкой. Во-вторых, выберите централизованное планирование или архитектуру распределенного планирования в зависимости от потребностей бизнеса. Централизованное планирование находится под единым командованием центрального мозга. Эта ситуация подходит для сценариев со сложными маршрутами и высокими требованиями к координации; распределенное планирование более гибкое, а интеллект отдельной машины относительно высок.
Архитектура должна учитывать интеграцию с интерфейсами WMS (системы управления складом) и MES (системы управления производством) верхнего уровня, чтобы гарантировать бесперебойную выдачу инструкций по задачам и возврат данных в режиме реального времени. Расположение сети очень важно. Стабильная частная сеть промышленного уровня Wi-Fi или 5G является основой связи между AGV и диспетчерской системой. Необходимо избегать слепых зон сигнала. В то же время следует рассмотреть возможность резервирования, чтобы гарантировать возможность быстрого переключения основного сервера планирования, когда он не может обеспечить непрерывность производства.
Каковы основные типы алгоритмов планирования AGV?
Оптимальное распределение задач и глобальная оптимизация путей являются основными целями алгоритма планирования. Планирование на основе правил, таких как «первым пришел первым обслужен» и «первым на ближайшем расстоянии», является простым и понятным, но существует потолок эффективности, и это наиболее распространенный алгоритм. Алгоритмы, основанные на интеллектуальной оптимизации, являются более продвинутыми, например, генетические алгоритмы и алгоритмы муравьиных колоний. Они могут справляться со сложными ситуациями планирования с использованием нескольких AGV и нескольких целей, находить глобальные оптимальные решения и тем самым уменьшать заторы и количество пустых поездок.
Существует алгоритм динамического планирования в режиме реального времени, который может реагировать на чрезвычайные ситуации на производственной площадке, такие как сбои оборудования и экстренные заказы. Алгоритму необходимо быстро перепланировать и динамически корректировать последовательность и путь задач AGV. В практических приложениях гибридные алгоритмы часто используются для объединения стабильности планирования правил с возможностями оптимизации интеллектуальных алгоритмов. Алгоритм планирования также должен тесно сотрудничать с модулем управления дорожным движением, чтобы справляться с предотвращением пересечений, предотвращением тупиков и другими связанными проблемами.
Как управление движением AGV предотвращает столкновения и тупики
Что касается безопасной эксплуатации AGV, то ее основной задачей является предотвращение столкновений. Что касается аппаратного обеспечения, AGV оснащен различными датчиками, такими как лазерные датчики, ультразвуковые датчики и полосы предотвращения столкновений, для реализации функции аварийной остановки на близком расстоянии. Что касается программного обеспечения, система планирования будет реализовывать операции управления разделами и резервирования путей. Система разделит зону движения на виртуальные сетки или участки дороги. AGV необходимо заранее подать заявку на «пропуск» на участок дороги, на который он собирается въехать. Он может войти только после одобрения, чтобы избежать конфликтов на логическом уровне.
В случае взаимоблокировки, то есть ситуации, когда несколько AGV ждут, пока друг друга высвободят ресурсы, а затем достигают взаимоблокировки, ее необходимо обрабатывать с помощью механизмов предотвращения и обнаружения взаимоблокировок. Стратегия предотвращения включает в себя установление односторонних маршрутов движения и установление правил приоритета. При обнаружении потенциальной тупиковой ситуации система заставит один из AGV выполнить заданное действие по устранению неисправности, например, повернуть назад к ближайшей развилке или назначить временную точку ожидания, чтобы выйти из тупиковой ситуации и возобновить движение.
Как оптимизировать управление аккумулятором AGV и увеличить срок его службы
Срок службы AGV напрямую влияет на размер парка и непрерывность работы. Оптимизация управления батареями в первую очередь требует соответствующего выбора. Литий-железо-фосфатные батареи стали популярными в этой области благодаря их длительному сроку службы и безопасности. Необходимо разработать стратегию интеллектуальной зарядки, охватывающую гибкую зарядку, при которой аккумулятор пополняется в любое время во время периодов простоя, а также плановую замену аккумулятора. С помощью системы диспетчеризации автоматические транспортные средства меньшей мощности могут быть отправлены в первую очередь на рабочие места рядом с зарядными станциями, тем самым снижая неэффективное вождение вхолостую.
Система управления батареями должна отслеживать данные о мощности каждого AGV в режиме реального времени, а также данные о его напряжении и температуре, а затем прогнозировать оставшееся время работы. Когда уровень заряда батареи ниже порогового значения, статус этого AGV будет автоматически отмечен как «требующий зарядки», и это будет включено в планирование. Разумное расположение зарядной станции также очень важно. Зарядные станции следует устанавливать на границах зон с интенсивным выполнением задач на основе тепловой карты рабочей зоны, чтобы уменьшить потери на трассе, вызванные тем, что AGV совершает специальную поездку для зарядки.
Как отслеживать и поддерживать состояние здоровья парка AGV
Если система мониторинга имеет комплексное покрытие, она может стать «панелью» стабильной работы автопарка. Он будет отображать местоположение и статус каждого AGV в режиме реального времени. Статус включает в себя работу, режим ожидания, зарядку и неисправность. Он также может отображать уровень заряда батареи, текущие задачи и другую ключевую информацию. С помощью информационных панелей менеджеры могут получить полное представление о ситуации с первого взгляда. Более того, более важно раннее предупреждение о неисправностях. Система должна фиксировать рабочие параметры ключевых компонентов, таких как двигатели, приводы и навигационные датчики.
Техническое обслуживание должно основываться на данных и планах. Система может анализировать исторические данные о неисправностях, прогнозировать среднее время между отказами компонентов и формулировать планы профилактического обслуживания. Когда данные датчиков показывают аномальную тенденцию, но не вызывают сбоя, система должна выдавать раннее предупреждение, запрашивать проверку, создавать подробный журнал технического обслуживания, записывать содержание каждого обслуживания и замененных деталей, что помогает проанализировать основную причину сбоя, постоянно повышает надежность оборудования и предоставляет глобальные услуги по закупкам слабых текущих интеллектуальных продуктов!
Как система AGV интегрируется с существующими производственными линиями
Ключевым шагом для максимизации ценности AGV является интеграция. С точки зрения физической интеграции необходимо спроектировать стыковочный интерфейс между AGV и оборудованием производственной линии (например, конвейерами, лифтами и рабочими станциями), чтобы обеспечить точное позиционирование и надежное взаимодействие сигналов. Стандартные протоколы промышленной связи (такие как /IP или TCP) обычно используются для связи с ПЛК (программируемым логическим контроллером).
Более глубокий уровень интеграции информации, и система планирования AGV должна использовать API или промежуточное программное обеспечение для обмена данными с MES или WMS. MES выдает заказ на обработку, охватывающий материалы, начальные и конечные точки. После его получения система AGV разбивает его на конкретные навигационные инструкции и после завершения сообщает статус «задание выполнено». Такая двусторонняя связь обеспечивает синхронизацию потоков материалов и информации, благодаря чему AGV становится мобильным звеном на гибкой производственной линии, которую можно разумно планировать.
В процессе планирования или эксплуатации вашего парка автоматических транспортных средств с какими наиболее серьезными проблемами вы сталкиваетесь: сложность системной интеграции, устранение внезапных сбоев или проблемы безопасности при взаимодействии с ручными областями? Добро пожаловать, чтобы поделиться своим подробным опытом и решениями в области комментариев. Если вы считаете, что эта статья имеет справочную ценность, пожалуйста, поставьте ей лайк и поделитесь ею с коллегами или партнерами, которым она может понадобиться.
Добавить комментарий