Πώς να Χτίσετε ένα Σύστημα Εξυπηρετούμενου Αποθετήριου Βάσει AGV
Σύστημα Λογιστικής Ιδιότητας Συσκευασίας Βάσης AGV
Με την ταχεία ανάπτυξη του τομέα της λογιστικής, την αυξανόμενη σπανιότητα των γηπέδων και την αύξηση του κόστους εργασίας, τα αποθετήρια - που λειτουργούν ως βασικοί λογιστικοί κόμβοι - αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις. Με την αύξηση του μεγέθους των αποθετηρίων, την αύξηση της συχνότητας λειτουργίας, την αύξηση της πολυπλοκότητας των πληροφοριών και την αύξηση των απαιτήσεων για διαχείριση παραγγελιών, η επίτευξη χαμηλών ποσοστών λαθών και μείωση του κόστους εργασίας, ενώ βελτιώνεται η συνολική αποδοτικότητα αποθήκευσης, έχει γίνει ο κύριος στόχος του τομέα των αποθετηρίων, ώστε να οδηγήσει τις επιχειρήσεις προς την προσανατολισμό προς την ευφυή αυτοματοποίηση.
Αυτή η εργασία εστιάζει σε ένα σύστημα λογιστικής ιδιότητας συσκευασίας βάσης AGV. Το σύστημα χρησιμοποιεί Αυτόματα Οδηγούμενα Οχήματα (AGVs) ως φορείς, διεπαφές με εξωτερικά πληροφοριακά συστήματα για την λήψη παραγγελιών και εφαρμόζει ευφυείς αλγόριθμους προγραμματισμού για την βελτιστοποίηση των διαδρομών AGV. Αυτό επιτρέπει στα AGVs να εκτελούν αυτόνομα εργασίες όπως η λήψη, μεταφορά, αποθήκευση και αποστολή εμπορευμάτων, με στόχο την ενίσχυση της αποδοτικότητας και ακρίβειας του συστήματος λογιστικής, μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος λειτουργίας.
1. Ανάλυση Συστήματος
Η καρδιά ενός ευφυούς συστήματος αποθετηρίου βρίσκεται στη διαχείριση και προγραμματισμό. Το σύστημα που περιγράφεται εδώ υιοθετεί μια στρωματική αρχιτεκτονική, με τα δεδομένα να ρέουν σε συνεχή ροή από την εισαγωγή στα συσκευαστικά στοιχεία στα AGVs. Με βάση τις λειτουργικές απαιτήσεις και την ανάλυση των επιχειρήσεων αποθήκευσης, το σύστημα χωρίζεται σε βασικά μόντουλα: διαχείριση αποθετηρίου, διαχείριση σταθμών, διαχείριση οχημάτων, διαχείριση παραγγελιών και διαχείριση χρηστών.
Διαχείριση Αποθετηρίου: Αυτό το μόντουλο ασχολείται με τη μοντελοποίηση του χάρτη του αποθετηρίου και τη διαχείριση πληροφοριών. Το αποθετήριο χωρίζεται σε 20 σειρές και 12 στήλες σε τρία επίπεδα (άνω, μέσο, κάτω). Κάθε συσκευαστικό στοιχείο έχει μοναδικό ID. Ο χάρτης περιλαμβάνει τείχη, πύλες, δύο προσωρινές πλατφόρμες και ένα σημείο φόρτισης. Οι πληροφορίες περί εμπορευμάτων αποθηκεύονται βάσει της θέσης του συσκευαστικού στοιχείου, με τα δεδομένα να συνδέονται με τη βάση δεδομένων μέσω του ID του συσκευαστικού στοιχείου.
Διαχείριση Σταθμών: Κλειδιαί θέσεις, όπως οι είσοδοι του αποθετηρίου, οι είσοδοι διαδρόμων, θέσεις στηλών, σημεία φόρτισης, σημεία φόρτωσης/ξεφόρτωσης και σημεία στάθμευσης, προκαθορίζονται ως αρχικά ή προορισμός σημεία AGV.
Διαχείριση Διαδρομών: Οι διαδρομές συνδέουν τους σταθμούς. Τα AGVs ακολουθούν προπλανημένες διαδρομές, οι οποίες μπορεί να είναι μονοδιευθυντικές ή διδιευθυντικές, και γραμμικές ή καμπυλωτές.
Διαχείριση Ράγων: Οι ράγες τοποθετούνται μόνο σε προκαθορισμένες θέσεις ράγων. Η διαχείριση ράγων υποστηρίζει τις λειτουργίες AGV για τη μετακίνηση ράγων μεταξύ σημείων φόρτωσης, σημείων ξεφόρτωσης και θέσεων ράγων. Οι ράγες έχουν τέσσερα καταστάτη: αρχικό, αναμονή για ανάκτηση, σε μεταφορά και επιστροφή.
Διαχείριση Οχημάτων: Λόγω της απλής διάρθρωσης του αποθετηρίου, χρησιμοποιείται μόνο ένα AGV, επεξεργάζονται μια συσκευαστική μονάδα ανά εργασία. Τα καταστάτη του AGV περιλαμβάνουν: σε προσοδο, (σε προσοδο στην είσοδο με αρκετή φόρτιση), φόρτιση (μετακίνηση στο σημείο φόρτισης όταν η φόρτιση είναι χαμηλή) και εκτέλεση εργασίας (ενεργά μεταφέροντας μια συσκευαστική μονάδα).
Διαχείριση Φόρτισης: Όταν τα επίπεδα φόρτισης είναι χαμηλά, το AGV ζητά αυτόματα φόρτιση. Το σύστημα διατίθεται μια διαδρομή φόρτισης, κλείνει το σημείο φόρτισης και τοποθετεί το AGV σε κατάσταση φόρτισης, κατά την οποία δεν διατίθενται νέες εργασίες μέχρι το επίπεδο φόρτισης να φτάσει σε προκαθορισμένο επίπεδο.
Διαχείριση Εξαιρέσεων: Πιθανές ανωμαλίες AGV περιλαμβάνουν την αποκλίνουσα διαδρομή, την αποτυχία να ζητήσει φόρτιση όταν τα επίπεδα φόρτισης είναι χαμηλά, ή την απώλεια ελέγχου. Όλες οι εξαιρέσεις καταγράφονται, και αν το πλήθος των ανωμαλιών υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο, ενεργοποιείται ένας συναγερμός, δείχνοντας την ανάγκη για συντήρηση.
Διαχείριση Εργασιών: Νέες εργασίες διατίθενται χρησιμοποιώντας προκαθορισμένους αλγόριθμους προγραμματισμού διαδρομών. Στην έναρξη της εργασίας, το σύστημα διατίθεται ένα AGV και μεταδίδεται η πλήρης διαδρομή. Οι εργασίες μπορούν να εξεταστούν, ακυρωθούν, παύσουν ή τροποποιηθούν. Οι εργασίες κατατάσσονται σε τρεις κατηγορίες: εξόδου, εισόδου και μετακίνησης.
Διαχείριση Χρηστών: Αυτό το μόντουλο διαχειρίζεται τους λογαριασμούς και τα δικαιώματα πρόσβασης των χρηστών. Οι χρήστες κατατάσσονται σε τέσσερα επίπεδα: επισκέπτης, τεχνικός, διαχειριστής και υπερδιαχειριστής, καθένα με διαφορετικά δικαιώματα πρόσβασης.
2. Σύνοψη Σχεδίασης Συστήματος
2.1 Αρχές Σχεδίασης
Ορατότητα: Φιλική προς τον χρήστη διεπαφή, σχεδιασμένη για εύκολη πρόσβαση και διαχείριση δεδομένων.
Πραγματικός Χρόνος: Ο χάρτης του αποθετηρίου πρέπει να αντικατοπτρίζει τις πραγματικές θέσεις, καταστάσεις και πληροφορίες ράγων των AGVs με ελάχιστη καθυστέρηση, διασφαλίζοντας αξιόπιστη επικοινωνία.
Σταθερότητα: Το σύστημα πρέπει να παραμένει σταθερό υπό υψηλά βάρη δεδομένων και κατά την παρατεταμένη λειτουργία.
Επεκτασιμότητα: Μοντουλάρης σχεδίαση που επιτρέπει μελλοντική επέκταση και ενσωμάτωση νέων λειτουργιών.
2.2 Αρχιτεκτονική Συστήματος
Το σύστημα αποτελείται από τρία επίπεδα:
Επίπεδο Εκτέλεσης (Μεταφορά AGV): Φυσικές επιχειρήσεις AGV.
Επίπεδο Υπηρεσίας: Λειτουργεί ως γέφυρα μεταξύ των επιπέδων εφαρμογής και εκτέλεσης, περιλαμβάνοντας ένα κεντρικό σύστημα διαχείρισης και ένα σύστημα πρόσβασης. Επικοινωνεί με τα AGVs, συλλέγει δεδομένα κατάστασης και παρέχει APIs για την εντολή και τον έλεγχο εργασιών.
Επίπεδο Εφαρμογής: Το επάνω επίπεδο, που διαλέγεται άμεσα με τους χρήστες μέσω μιας διεπαφής με βάση το Unity3D. Οι χρήστες αποστέλλουν αιτήματα, και τα αποτελέσματα εμφανίζονται μετά την επεξεργασία στο παρασκήνιο.
2.3 Σχεδίαση Βάσης Δεδομένων
Κλειδιαί δεδομένα περιλαμβάνουν:
Δεδομένα χρηστών: Βασικές πληροφορίες και δικαιώματα πρόσβασης.
Δεδομένα οχημάτων: Κατάστατη AGV, καταγραφές φόρτισης/ξορκίσεως και αρχεία ανωμαλιών.
Δεδομένα εργασιών: Λεπτομέρειες και κατάστατη εκτέλεσης εργασιών.
Δεδομένα αποθετηρίου: Διάταξη, ράγες, σταθμοί, σημεία φόρτισης κλπ., σχηματίζοντας τον χάρτη του αποθετηρίου.
Κλειδιαί σχέσεις: οι χρήστες δημιουργούν εργασίες, τα AGVs εκτελούν εργασίες, τα AGVs λειτουργούν μέσα στο αποθετήριο, και οι χρήστες διαχειρίζονται το αποθετήριο.
2.4 Λεπτομερής Σχεδίαση και Εφαρμογή Συστήματος
2.4.1 Εφαρμογή Βασικής Δομής
Δημιουργείται ένα νέο έργο Unity3D, εισάγοντας 3D μοντέλα για την προσομοίωση της περιβάλλοντος του αποθετηρίου. Η λογική εφαρμόζεται με C#.
Είσοδος Χρήστη:
Οι χρήστες πρέπει να επαληθεύσουν και να αποκτήσουν δικαιώματα πρόσβασης βάσει του ρόλου πριν από την πρόσβαση στο σύστημα.
Εφαρμογή Διαχείρισης Αποθετηρίου:
Η κύρια λειτουργία περιλαμβάνει τη μοντελοποίηση του αποθετηρίου, επιτρέποντας στους χρήστες να προβλέπουν και να επεξεργάζονται τις διατάξεις των συσκευαστικών μονάδων, τις θέσεις των οχημάτων και την κατανομή των ράγων. Το σύστημα περιλαμβάνει λίστες διαδρομών και σταθμών, με τη διαχείριση οχημάτων να καλύπτει τη φόρτιση και την επεξεργασία ανωμαλιών.
2.4.2 Μέθοδος Σχεδίασης Χάρτη
Κοινές μεθόδοι χάρτη ρομποτικής περιλαμβάνουν:
Μετρικοί Χάρτες: 2D/3D ανακατασκευές πραγματικού χώρου.
Μεταφραστική Αναπαράσταση: Χρησιμοποιεί ανεπεξέργαστα δεδομένα αισθητήρων χωρίς διακριτοποίηση.
Χάρτες Πλέγματος: Διαιρεί τον χώρο σε ομοιόμορφα κελιά, εύκολα μετατρέπονταν σε τοπολογικά γραφήματα.
Τοπολογικοί Χάρτες: Αναπαριστούν κλειδιαί θέσεις ως κόμβους, συνδεόμενους από ακμές.
