Kuidas ehitada AGV-põhine intelligentseladu

AGV-põhine intelligentne laohalduslogistikasüsteem

Logistikasektori kiire arengu, maapinna nõudluse kasvu ja tööjõukulude tõusu tõttu on ladud, mis on olulised logistikakeskused, silmitses olulistest väljakutsetega. Kuna laded muutuvad suuremaks, kasvab nende operatsioonide sagedus, suureneb informatsiooni keerukus ja tellimuste komplekteerimistähtsus, on saavutatud madal veeprotsent ja tööjõukulude vähendamine ning üldine säilitamise efektiivsuse parandamine muutunud ladude sektori peamiseks eesmärgiks, mille tulemusena ettevõtted püüavad liikuda täiustatud automatiseerimise poole.

See artikkel keskendub AGV-põhisele intelligentsele laohalduslogistikasüsteemile. Selle süsteem kasutab automaatjuhitavaid veokke (AGVi) transpordivahendina, sidub väliste infosüsteemidega tellimuste vastuvõtmiseks ja kasutab tehisintellekti planeerimisalgoritme AGVi marsruudi optimiseerimiseks. See võimaldab AGVi iseseisvalt läbi viia toote vastuvõtmise, transportimise, säilitamise ja edastamise ülesandeid, parandades nii logistikasüsteemi efektiivsust ja täpsust ning vähendades operatsioonikulusid.

1. Süsteemi analüüs

Intelligentse laosüsteemi tuum on haldamine ja planeerimine. Kirjeldatav süsteem kasutab kihilist arhitektuuri, kus andmed liiguvad järk-järgult sisendi kaudu säilituskonteinereideni ja siis AGVi kaudu. Funktsionaalsete nõuetega ja säilitamisoperatsioonide analüüsi põhjal on süsteem jagatud oluliste mooduliteks: laohaldus, stantsioonihaldus, veohaldus, tellimushaldus ja kasutajahaldus.

• Laohaldus: See moodul haldab laokaardi modelleerimist ja informatsiooni. Lao on jagatud 20 rea ja 12 veergu, kolme tasandi (ülemine, keskmine, alumine) kaudu. Igal konteineril on unikaalne ID. Kaart hõlmab seinte, ukseid, kahte ajutist platvormi ja laadimispunkti. Eseme info säilitatakse konteineri asukoha järgi, andmed on andmebaasi linkitud konteineri ID kaudu.

• Stantsioonihaldus: Olulised asukohad, nagu lao sissepääs, käigukohtade sissepääs, veeriposisioonid, laadimispunktid, laadi/muuda punktid ja parkimispaigad, on eelnevalt määratud AGVi alguspunktide või sihtpunktideks.

• Marsruudihaldus: Marsruudid ühendavad stantsioone. AGVid järgivad eelnevalt planeeritud marsruute, mis võivad olla ühesuunalised või kaksisuunalised, lineaarsed või kõverad.

• Rakuhaldus: Rakud paigutatakse ainult määratud rakupaigale. Rakuhaldus toetab AGVi operatsioone rakkide liigutamisel laadi/muuda punktide, rakupaigade ja rakupaigade vahel. Raku olekuid on nelid: algne, ootel, transpordis ja tagastatud.

• Veohaldus: Lihtsa laoseadmega kasutatakse ainult üht AGVt, mis tegeleb ühe konteineri ülesannete korral. AGVi olekuid on: ootel (vaba sissepääsu kohal piisava laenguga), laadimine (liigub laadimispunkti, kui laeng on madal) ja ülesande täitmine (aktiivselt konteineri transportimine).

• Laadimishaldus: Kui akulaengu tase on madal, palub AGV automaatselt laadimist. Süsteem määrab laadimismarsruudi, lukustab laadimispunkti ja paneb AGVi laadimisrežiimi, milles ei anta uusi ülesandeid, kuni akku jõuab etteantud tasemele.

• Erindihaldus: Võimalikud AGVi anomaliad hõlmavad eelpoolane marsruudist kaldumist, laadimispalve puudumist, kui laeng on madal, või kontrolli kaotamist. Kõik erandid logitakse, ja kui anomaliate arv ületab eelnevalt määratud limiidi, aktiveeritakse häire, mis näitab hoolduse vajalikkust.

• Ülesandehaldus: Uued ülesanded määratakse eelnevalt määratud marsruudi planeerimisalgoritmide abil. Ülesande alustamisel määrab süsteem AGVi ja edastab täieliku marsruudi. Ülesandeid saab vaadata, tühistada, pausatada või muuta. Ülesanded jagunevad kolmeks tüübiks: väljaminev, sisseminev ja ümberpaigutamine.

• Kasutajahaldus: See moodul haldab kasutajakontosid ja õigusi. Kasutajaid on jagatud neli taseme: külastaja, operaator, administraator ja superadministraator, igaühel oma erinevad ligipääsumisõigused.

2. Süsteemi ülevaade

2.1 Disainiprinsipid

• Nähtavus: Kasutajaliidese disain on kasutajaliidesele mugavaks andmete ligipääsemiseks ja haldamiseks.

• Reaalajas performants: Lao kaart peab näitama AGVi asukohta, olekut ja rakku infot reaalajas minimaalse viivitusega, tagades usaldusväärse suhtluse.

• Stabiilsus: Süsteem peab jääma stabiilseks suurte andmekoguste ja pikka aega kestva töö käigus.

• Skaalautunevus: Modulaarne disain võimaldab tulevikus laiendada ja integreerida uusi funktsioone.

2.2 Süsteemi arhitektuur
Süsteem koosneb kolmest kihist:

• Täitmiskiht (AGVi transport): Füüsilised AGVi operatsioonid.

• Teenuste kiht: Töötab rakendus- ja täitmiskihite vahelise silta rollis, hõlmab keskpunkthaldussüsteemi ja ligipääsusüsteemi. Suheldub AGVi-dega, kogub olekualgat, ja pakub API-d ülesandete määramiseks ja juhtimiseks.

• Rakenduskiht: Ülemine kiht, mis suheldub kasutajatega Unity3D-põhise liidese kaudu. Kasutajad saatavad päringuid, ja tulemused kuvatakse taustaprotsessi töötlemise järel.

2.3 Andmebaasi disain
Olulised andmed hõlmavad:

• Kasutajaandmed: Põhiline info ja ligipääsumisõigused.

• Veohaldusandmed: AGVi olek, laetamise/väljalaetamise logid ja anomaaled.

• Ülesandeandmed: Ülesande üksikasjad ja täitmise olek.

• Laoandmed: Plaan, rakud, stantsioonid, laadimispunktid jne, mis moodustavad laokaardi.

Olulised suhted: kasutajad loovad ülesandeid, AGVi täidavad ülesandeid, AGVi töötavad laos, ja kasutajad haldavad laot.

2.4 Süsteemi detailne disain ja rakendamine

2.4.1 Põhifraami rakendamine
Loodakse uus Unity3D projekt, importitakse 3D mudelid laokeskkonna simulatsiooniks. Loogika rakendatakse C# abil.

Kasutaja sisselogimine:
Kasutajatel tuleb autentida ja saada rollipõhised õigused, enne kui nad saavad süsteemi ligi.

Laohalduse rakendamine:
Põhifunktsioonid hõlmavad lao modelleerimist, lubavad kasutajatel vaadata ja redigeerida konteineri paigutust, veoki asukohta ja rakude jaotust. Süsteem hõlmab marsruuti ja stantsioonide nimekirja, veohaldus hõlmab laetamist ja anomaaled.

2.4.2 Kaardi disainimeetod
Tavalised robotide kaardistusmeetodid hõlmavad:

• Metrilised kaardid: 2D/3D reaalsuse rekonstruktsioon.

• Otsest esitus: Kasutab raakandatud andmeid ilma diskreetseks tegemata.

• Ruudukaardid: Jagab ruumi ühtlaselt ruutudeks, mis on lihtsalt konverteeritavad topoloogilisteks graafideks.

• Topoloogilised kaardid: Esitab olulised asukohad naeladena, mis on ühendatud servadega.

Koordinaatsüsteemid:

• Plaanikoordinaadid: Virtuaalsed liidesekohtade positsioonid Unity-s.

• Mudelikoordinaadid: Reaalmaa (x, y, z) positsioonid. Kuna plaanikoordinaadid genereeritakse automaatselt, peavad mudelikoordinaadid olema ekspliitselt määratud realistliku simulatsiooni jaoks.

Punktid ja operatsioonid:
Punktid esitavad AGVi asukohti (vaikimisi: 0,0,0). Tüübid hõlmavad: tavalised, laadi/muuda, sissepääs/väljapääs, rakud ja laadimispunktid. Tavalised punktid ei saa hoida rakke ega luba pikaajalist AGVi peatumist.

3. Järeldus

Intelligentsete logistikatehnoloogiate ja IoT kiire arenguga on ladud liikumas "käsitöö mehaaniseerimisest" "kaup-tegelase" automaatsete operatsioonideni. Operatsioonidel on nüüd võimalik jälgida varusid reaalajas, parandades skaneerimistäpsust, dünaamilist säilitamist ja tööefektiivsust, samal ajal vähendades raiskust ja tööjõukulusid.

Siiski, kui intelligentsete süsteemide skaala suureneb ja AGVi laevikud kasvavad, jätkuvad ülesandete määramise ja laeviku juhtimise väljakutsed. See artikkel esitleb praktikat AGV-põhise intelligentse laosüsteemi planeerimiseks, muutes laohalduse traditsioonilisest varude jälgimisest reaalajas operatsioonide kontrollini. Täisautomaatsete tehnoloogiate kasutamise kaudu võimaldab see süsteem iseseisvat sisseminevat ja väljaminevat operatsioone, edendades transformatsiooni automaatsusest intelligentse logistikani.