AGVS在醫藥行業的應用

機科發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運輸車。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 某醫藥行業物流項目中AGVS物料搬運的實現

某醫藥行業AGV物流系統是在NDC技術平臺的基礎上，AGV根據上級系統下發的點到點之間的搬運指令，實現物料的自動搬運，同時將作業信息進行自動上傳給上級物流系統。

（1）AGV物流系統工藝流程

生產過程中，AGV所有任務均根據上級物流系統發送的點到點指令進行調度完成，對任務的可行性不做判斷和分析，當任務執行出現沖撞，AGV需報警進行預防撞，并反饋報警信息至上級系統物流管理系統對庫區貨位進行管理。

1）混合機搬運

上級物流系統下達搬運任務請求給AGV管理系統，AGV管理系統自動調度指定AGV將地面暫存區的IBC料桶搬運至混合機進行加料，AGV放置料桶后離開，AGV離開后進行稱重及加料。

2）清洗機搬運

上級物流系統下發指令給AGV管理系統，AGV管理系統接收到指令后自動調度AGV小車將地面暫存區指定的IBC料桶搬運至清洗機，清洗完成后接受上級物流系統的指令將料桶搬運地面暫存區的指定位置。

3）料桶暫存搬運

上級物流系統下發指令給AGV管理系統，AGV管理系統接收到指令后自動調度AGV小車將料桶搬運至地面暫存區指定位置。

4）投料搬運

上級物流系統下發指令給AGV管理系統，AGV管理系統接收到指令后自動調度AGV小車將料桶搬運至地面投料口的指定位置。

5）提升機搬運

上級物流系統下發指令給AGV管理系統，AGV管理系統接收到指令后自動調度AGV小車將料桶搬運至指定的提升機位置。

6）引片接料搬運

上級物流系統下發指令給AGV管理系統，AGV管理系統接收到指令后自動調度AGV小車將料桶搬運至指定的引片接料位置。

（2）AGV系統的路徑規劃

AGV設備的路徑規劃是根據生產設備布置圖和工藝流程，安排最佳的AGV小車輸送路線，以達到輸送效率高效、簡潔流暢的目的，并盡量地避免多臺車之間的干涉，以提高系統的運行效率。某醫藥行業AGV路徑規劃的實現主要是基于先進的AGV管理系統NT8000，NT8000是基于NDC8的基礎上開發出的AGV管理系統，相比其他AGV管理系統的優勢在于該系統的集成性更強大，可以通過控制物流信息管理系統和AGV系統圖形監控軟件，進行現場各種命令的接收、命令的執行、相關參數的傳輸和AGV小車的監控，實現分配或再分配AGV小車、AGV小車最優行進路徑的搜索和分配、多臺AGV小車交通管理、無任務AGV小車處理和AGV小車異常情處理等其他功能。同時NT8000還預留了與外部連接的標準接口，可方便地與其他管理系統進行無縫對接。

3 系統設計的重點問題和項目應用中的技術創新

（1）車體結構

1）由于醫藥生產環境對潔凈度有較高要求，避免對AGV所搬運的造成污染，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產品。

3）車體下方加裝接油盤，防止意外漏油滴落到地面。

（2）系統優化

由于項目現場物理空間特別狹小，支路通道狹窄，采用常規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自動分析線段起點和終點的坐標差距，并且結合小車轉向的最大角速度和最大速度把線段分成若干小段，然后通過優化工具進行優化，使AGV小車占用空間最小。圖1為柔性曲線模式和常規模式產生的包絡線，它們的起點和終點坐標均相同，但在AGV小車路徑規劃中，柔性曲線模式占用的空間明顯較小常規模式占用的空間。圖1中左為柔性曲線模式，右為常規曲線模式。

圖1 柔性曲線產生的包絡線和常規模式產生的包絡線圖

由于支路通道狹窄，并且某些站臺存在的物理干涉較多，單純地采用柔性曲線也難以滿足現有的條件，此時需要結合Drawing Line Tool工具，進一步優化線段的包絡線占用的空間，使其占用的空間更小。Drawing Line Tool工具優化的原理是在無法移動的固定“障礙物”周圍加了一層保護，使用優化工具內部程序進行占用空間優化，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工具產生的包絡線，分別見圖2左和圖2右。它們的起點和終點坐標均相同，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的包絡線和使用Drawing Line的包絡線圖

（3）信息交互

AGV小車與其他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、卸貨完成等階段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3所示。

圖3 AGV小車執行任務流程

（4）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。

（5）充電管理功能

AGV小車在正常的運行過程中，時刻監測電池電壓，電池電壓下降到指定數值后，AGV系統將在小車完成當前任務后，調度AGV小車自動行駛到充電區，待充電完成后，AGV小車自動上線，繼續工作。

4 總結

本項目通過對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。