玻璃纖維生產(chǎn)中AGV物流系統(tǒng)功能軟件的應(yīng)用

機(jī)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(yīng)用

機(jī)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(duì)玻璃纖維生產(chǎn)中AGV物流系統(tǒng)功能軟件的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。基于AGV系統(tǒng)各相關(guān)軟件功能，通過(guò)AGV自動(dòng)物流輸送系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物料的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、物料信息的自動(dòng)追蹤和智能化柔性作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)了玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)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(yīng)用

玻璃纖維行業(yè)目前是一個(gè)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)深受“招工難、用工難”、人工成本上升等問(wèn)題困擾。在此形勢(shì)下，國(guó)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(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)線，主要是基于人工事先設(shè)定的路線機(jī)械地動(dòng)作；在國(guó)內(nèi)玻璃纖維行業(yè)采用AGV自動(dòng)系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷任務(wù)發(fā)生點(diǎn)，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)度，完成輸送任務(wù)、小車(chē)自動(dòng)充電和自動(dòng)調(diào)整線路規(guī)避交通堵塞，而且一旦要更改運(yùn)行線路，也無(wú)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(dǎo)引的AGV自動(dòng)小車(chē)，自動(dòng)完成空紗車(chē)和滿紗車(chē)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(dòng)輸送系統(tǒng)的應(yīng)用，在大大降低人工需求量、提高產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，不但提供了產(chǎn)品信息的可追蹤，還顯著降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境。

一、玻璃纖維生產(chǎn)中AGV車(chē)的功能特點(diǎn)

目前，玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)程中AGV系統(tǒng)主要應(yīng)用于從拉絲區(qū)到烘干爐爐前工段之間進(jìn)行紗車(chē)的自動(dòng)輸送，實(shí)現(xiàn)如下功能：

1.回流線取空紗車(chē)經(jīng)自動(dòng)掃碼后到拉絲區(qū)；

2.拉絲區(qū)取滿紗車(chē)經(jīng)自動(dòng)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(chē)，均采用激光導(dǎo)引方式，其優(yōu)點(diǎn)在于：

①柔性化程度高，路徑易于修改。當(dāng)車(chē)間某一環(huán)節(jié)需要進(jìn)行空/滿紗車(chē)輸送時(shí)，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(chē)將空/滿紗車(chē)自動(dòng)輸送至相應(yīng)的烘干爐輸送線。

②充電自動(dòng)化。當(dāng)AGV小車(chē)的電池電量使用消耗到設(shè)定值時(shí)，AGV車(chē)會(huì)向AGV控制系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求指令，請(qǐng)求充電，AGV車(chē)在接到充電任務(wù)后自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到充電站進(jìn)行充電，如充電站已滿、則運(yùn)動(dòng)到充電等待站等待進(jìn)入充電站進(jìn)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(chē)間的AGV小車(chē)可以在拉絲區(qū)各工位、條碼掃描開(kāi)關(guān)位置、暫存區(qū)、爐前輸送線及空紗車(chē)回流線之間進(jìn)行空滿紗車(chē)的物料搬運(yùn)。

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(wù)器結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。 AGV小車(chē)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接AGV系統(tǒng)管理機(jī)，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(dòng)導(dǎo)引車(chē)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(kāi)后才可以運(yùn)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(dòng)調(diào)度系統(tǒng)是由AGV管理計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)接口等組成，采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。通過(guò)ADO數(shù)據(jù)接口方式與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server完成數(shù)據(jù)鏈接，AGV自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)采用Socket通信方式與AGV管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。AGV自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)完成物流管理機(jī)下發(fā)的各種滿紗車(chē)搬運(yùn)、空紗車(chē)搬運(yùn)等作業(yè)任務(wù)，自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)中AGV小車(chē)輸送貨物的功能。

軟件系統(tǒng)具有如下功能：通訊配置、當(dāng)前作業(yè)查詢、歷史記錄查詢、運(yùn)行日志查詢、運(yùn)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(jì)算機(jī)的IP地址、端口號(hào)、空紗車(chē)作業(yè)數(shù)和AGV小車(chē)的IP地址，并按后邊的保存按鈕，輸入的地址、端口號(hào)、最多作業(yè)數(shù)和AGV的IP地址會(huì)保存到系統(tǒng)注冊(cè)表中，在下次啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)從注冊(cè)表中讀取該設(shè)置，并寫(xiě)到這三個(gè)編輯框中。

AGV充電系統(tǒng)設(shè)置可以完成對(duì)充電機(jī)的打開(kāi)與關(guān)閉操作。手動(dòng)充電設(shè)置可以對(duì)AGV下發(fā)手動(dòng)充電任務(wù)。

空紗車(chē)作業(yè)數(shù)系統(tǒng)參數(shù)控制當(dāng)前在執(zhí)行作業(yè)的個(gè)數(shù)，如系統(tǒng)中空紗車(chē)作業(yè)數(shù)大于設(shè)定的最大作業(yè)數(shù)，則系統(tǒng)暫不進(jìn)行作業(yè)的下發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)通訊參數(shù)下方的文本框顯示AGV自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)與AGV管理機(jī)具體交互的信息，方便系統(tǒng)查看和錯(cuò)誤追蹤，在退出系統(tǒng)后自動(dòng)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(kāi)查看。

>> 圖4

（2）當(dāng)前作業(yè)查詢功能

通過(guò)當(dāng)前作業(yè)查詢功能，能查詢當(dāng)前AGV車(chē)的作業(yè)代號(hào)、序號(hào)、作業(yè)名稱、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)索引號(hào)、起始位置、目的位置、所分配的AGV車(chē)號(hào)、作業(yè)的優(yōu)先級(jí)、條碼標(biāo)識(shí)、掃描設(shè)備標(biāo)識(shí)、任務(wù)產(chǎn)生時(shí)間、任務(wù)分配給AGV車(chē)的時(shí)間、任務(wù)完成時(shí)間等。

（3）歷史記錄查詢功能

通過(guò)當(dāng)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(shí)間和截止日期時(shí)間（截止日期時(shí)間要大于起始日期時(shí)間）以及AGV車(chē)號(hào)參數(shù)查詢符合條件的歷史記錄，包括作業(yè)代號(hào)、序號(hào)、作業(yè)名稱、作業(yè)狀態(tài)、異常狀態(tài)、索引號(hào)、起始站、目的站、AGV號(hào)、優(yōu)先級(jí)、條碼號(hào)、掃碼標(biāo)識(shí)、掃碼站臺(tái)、等待標(biāo)識(shí)、取消標(biāo)識(shí)、修改標(biāo)識(shí)、修改站臺(tái)、作業(yè)產(chǎn)生時(shí)間、AGV分配時(shí)間、AGV取貨時(shí)間、任務(wù)完成時(shí)間等。同時(shí)，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(duì)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(shè)置”按鈕進(jìn)入打印機(jī)設(shè)置、打印方式選擇及其他打印參數(shù)，待設(shè)置到理想格式后單擊“打印”按鈕即可進(jìn)行打印操作。

>> 圖5

（4）運(yùn)行日志查詢功能

單擊主界面左側(cè)導(dǎo)航欄中“運(yùn)行日志查詢”即可進(jìn)入該功能，可通過(guò)運(yùn)行日志查詢查詢AGV的運(yùn)行過(guò)程日志。

（5）運(yùn)行信息查詢

單擊主界面左側(cè)導(dǎo)航欄中“運(yùn)行信息查詢”即可進(jìn)入該功能，可通過(guò)運(yùn)行信息查詢查詢AGV的運(yùn)行過(guò)程的交互信息。

2.AGV管理軟件

AGV管理軟件負(fù)責(zé)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(chē)的監(jiān)控，這些任務(wù)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(chǎng)的數(shù)字信號(hào)如按鈕等進(jìn)行發(fā)送。AGV管理軟件運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，并具有與外部連接的標(biāo)準(zhǔn)接口，可方便與其它管理系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫的對(duì)接。AGV管理軟件功能結(jié)構(gòu)，如圖4。

AGV管理軟件對(duì)AGV小車(chē)的控制主要包括以下幾個(gè)方面：

①分配或再分配AGV小車(chē)；

②AGV小車(chē)最優(yōu)行進(jìn)路徑的搜索和分配；

③取貨、卸貨操作；

④AGV小車(chē)的監(jiān)控；

⑤多臺(tái)AGV小車(chē)的交通管理；

⑥無(wú)任務(wù)AGV小車(chē)的處理；

⑦AGV小車(chē)異常情況的處理；

AGV系統(tǒng)的管理軟件是一個(gè)后臺(tái)服務(wù)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(lái)定義的，根據(jù)電子地圖數(shù)據(jù)，AGV管理軟件為每一個(gè)工作任務(wù)分配小車(chē)和所需要的線段來(lái)完成相應(yīng)的任務(wù)。

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(tái)計(jì)算機(jī)上的AGV系統(tǒng)管理軟件進(jìn)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(guò)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(wù)執(zhí)行情況、AGV小車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)事件、系統(tǒng)錯(cuò)誤、用戶事件、用戶錯(cuò)誤等。另外，還可以在與AGV自動(dòng)管理系統(tǒng)軟件通訊斷開(kāi)的情況下直接通過(guò)該監(jiān)控軟件進(jìn)行人工發(fā)送任務(wù)、取消任務(wù)、執(zhí)行充電任務(wù)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(diǎn)研發(fā)課題成果，課題編號(hào)：D151100001315002）