AGVS在家居制造行業的應用

文/王小鐸 李 偉 劉媛媛 徐京邦 馮 松

一、引言

1. AGVS概述

AGVS是自動導引車系統的簡稱，具有工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優點。AGV是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及多種移載功能的搬運車。與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置。因此，在自動化物流系統中，AGVS最能充分地體現其自動性和柔性，實現高效、經濟和靈活的無人化生產。

2. AGVS的總體結構和地面控制部分結構

AGV小車通過無線網絡連接監控機、管理機，AGVS總體結構圖，如圖1。

AGVS地面控制部分主要由物流系統管理機、AGV系統管理監控主機組成，其中AGV管理和監控計算機是AGV系統運行的核心，主要功能有：執行任務命令；為不同的運輸任務分配最優的AGV小車；為每個運輸任務安排運輸路線；控制AGV系統中多臺AGV小車的交通；處理現場的一些輸入、輸出信號。AGVS地面控制部分，如圖2。

二、家居制造行業AGVS具體實現

面對當前家居制造業存在的外部市場勞動力匱乏、用工緊缺、員工流失率大、人工成本高、勞動生產率持續低下等問題，為了改善家居制造業的綜合效益水平，最大限度降低用工數量，減少人為因素對成本的影響，支持未來大規模定制生產方式(MC)的實現，在上述推進家居制造自動化（FA）項目中，配合制造過程中的物料管理和配送將在業務三單元實施WMS系統。

圖1 AGVS總體結構圖

圖2 AGVS地面控制部分

自動化物流項目需要獨立地實現倉儲管理各種功能：收貨、在正確的地點存貨、存貨管理、訂單處理、分揀和配送控制，并需要和自動化立體庫和AGV等物流設備進行高效集成。它不是僅僅管理傳統意義上的物流項目，而是通過自動化物流項目將整個工廠全部納入WMS進行管理，將工廠視為一個大的系統，通過自動化立體倉庫和AGV等物流設備進行管理。

自動化物流項目將關注的焦點集中于對倉儲執行的優化和有效管理，同時延伸到運輸配送計劃、和上下游供應商客戶的信息交互，從而有效提高倉儲企業、配送中心和生產企業的倉庫執行效率和生產率，降低成本，提高企業客戶的滿意度，從而提升企業的核心競爭力。

1.數據采集及時、過程精準管理、全自動化智能導向，提高工作效率；

2.通過AGV/RGV/STV實現物料在項目區域內的自動搬運；

3.通過自動化立體倉庫實現庫位精確管理、狀態全面監控，充分利用有限倉庫空間；

4.物料上架和下架，全智能自動分配倉位，避免人為錯誤；

5.實時掌控庫存情況，合理保持和控制企業庫存。

三、系統設計的重點問題和項目應用中的技術創新

1. 系統優化

（1）業務功能模塊，如圖3

針對現有需求整理的核心實施功能范圍，每個實施商可以根據自有技術平臺以及對美克功能業務需求的理解，提供的系統平臺的功能包括不限于以上功能要求。

圖3 業務功能模塊

①輔助自動化物流系統需要集成的設備，包括：立體倉庫、巷道堆垛機、AGV、RGV、STV、軌道及其相關系統輔助設備等。

②輔助自動化物流系統需要集成的內部系統，包括：倉庫管理系統、自動化倉庫控制系統、AGV/STV/RGV調度控制系統。

③輔助自動化物流系統需要集成的外圍系統包括：SAP 、ERP、MES。

圖4 AGV小車執行任務流程

圖5 項目現場使用的AGV

（2）復合任務的實現

在任務分配和調度方面，根據AGV小車的實際位置、是否有在執行任務、執行任務的距離和時間等因素，自動將任務分配給AGV小車。AGV完成前一作業任務之后，AGV系統會根據物流系統任務指令，自動調度AGV小車執行就近任務，這樣有效地提高了系統的效率。

2.信息交互

AGV小車與其它物流設備有信息交互，為保證安全生產，AGV小車在取貨、卸貨、取貨完成、卸貨完成時均會向上級系統發出請求以及完成確認信息，待上級系統給出指令后，AGV小車方可執行任務，具體流程如圖4。

3.取消任務機制

如果上級系統下發指令有誤或者人為干預，導致AGV小車接受到錯誤任務，可以在AGV調度系統上將該任務取消。

4.復雜的交通管制

AGV運行空間狹小，取卸貨站臺較多，家居制造行業AGV數量一般比較多，容易造成AGV堵塞，為減少多車在該區域的等待時間和堵塞時間，家居制造行業在路徑規劃方面對系統進行了優化。

5.充電管理功能

由于家居制造行業的生產任務比較繁瑣，設置了若干個充電站，AGV小車在正常的運行過程中，時刻監測電池電壓，當電池電壓低于程序中預先所設定的值時，AGV小車將會產生一個“低電量報警”信號，待AGV小車執行完成當前正在執行的任務后，自動運行到充電站進行充電，待充電完成后，AGV小車可以繼續執行任務。

四、 總結

家居制造行業AGV項目通過對AGVS的研究和技術創新，根據項目現場的實際環境，采用合理的路線設計，更好地優化了系統的效率，有效地減少AGV小車的空跑時間和等待時間，提高了工作效率，使系統更穩定、高效地運行。