Paano Gumawa ng Isang AGV-Based na Intelligent Warehouse System

Intelligent Warehouse Logistics System Based on AGV

Sa mabilis na pag-unlad ng industriya ng logistics, lumalaking kakulangan sa lupa, at tumataas na mga gastos sa pagsasanay, ang mga warehouse—bilang pangunahing hub ng logistics—ay nakaharap sa malaking mga hamon. Habang ang mga warehouse ay naging mas malaki, ang frekwensiya ng operasyon ay tumataas, ang komplikadong impormasyon ay lumalago, at ang mga gawain sa pagkuha ng order ay naging mas mahirap, ang pagkamit ng mababang rate ng pagkakamali at pagbawas ng gastos sa pagsasanay habang pinapabuti ang kabuuang epektibidad ng storage ay naging pangunahing layunin ng sektor ng warehousing, nagpapahusay ng mga enterprise patungo sa intelligent automation.

Ang dokumentong ito ay nakatuon sa isang AGV-based intelligent warehouse logistics system. Ang sistema ay gumagamit ng Automated Guided Vehicles (AGVs) bilang mga carrier, kumokonekta sa mga external information system para makatanggap ng mga order, at gumagamit ng intelligent planning algorithms upang i-optimize ang routing ng AGV. Ito ay nagbibigay-daan para sa mga AGV na makapag-isa mismo na magsagawa ng mga gawain tulad ng pagtanggap, pagtransport, pag-store, at pag-dispatch ng mga produkto, na siyang nagpapahusay ng epektibidad at katumpakan ng sistema ng logistics habang binabawasan ang gastos sa operasyon.

1. System Analysis

Ang core ng isang intelligent warehouse system ay nasa management at scheduling. Ang sistema na inilalarawan dito ay sumusunod sa isang layered architecture, kung saan ang data ay umuusbong nang paulit-ulit mula sa input hanggang sa mga container at AGVs. Batay sa functional requirements at storage operations analysis, ang sistema ay nahahati sa mga key modules: warehouse management, station management, vehicle management, order management, at user management.

• Warehouse Management：Ang module na ito ay nagbabantay sa map modeling at information management ng warehouse. Ang warehouse ay nahahati sa 20 rows at 12 columns sa loob ng tatlong level (upper, middle, lower). Bawat container ay may unique ID. Ang map ay kasama ang mga wall, doors, dalawang temporary platforms, at isang charging station. Ang impormasyon ng item ay nakaimbak batay sa lokasyon ng container, na may data na linked sa database gamit ang ID ng container.

• Station Management：Ang mga key locations—tulad ng mga entrance ng warehouse, aisle entrances, column positions, charging stations, loading/unloading points, at parking spots—ay pre-defined bilang mga start o target points ng AGV.

• Path Management：Ang mga path ay nag-uugnay sa mga station. Ang mga AGV ay sumusunod sa mga pre-planned routes, na maaaring unidirectional o bidirectional, at linear o curved.

• Rack Management：Ang mga rack ay ilalagay lamang sa designated rack locations. Ang rack management ay sumusuporta sa mga operasyon ng AGV para ilipat ang mga rack sa pagitan ng loading points, unloading points, at rack locations. Ang mga rack ay may apat na state: initial, waiting for retrieval, in transit, at returned.

• Vehicle Management：Dahil sa simple na setup ng warehouse, ginagamit lamang ang isang AGV, na nagbibigay ng isang container bawat task. Ang mga state ng AGV ay kinabibilangan ng: standby (idle sa entrance na may sapat na charge), charging (lilipat sa charger kapag mababa ang power), at task execution (aktibong nagdadala ng isang container).

• Charging Management：Kapag mababa na ang battery levels, ang AGV ay awtomatikong humihiling ng charge. Ang sistema ay nag-aassign ng charging path, nag-i-lock sa charging station, at inilalagay ang AGV sa charging mode, kung saan walang bagong tasks na ibinibigay hanggang sa maabot ng battery ang predefined level.

• Exception Management：Ang mga potensyal na anomaly ng AGV ay kinabibilangan ng pag-deviate mula sa planned routes, failure to request charging kapag mababa ang power, o loss of control. Lahat ng exceptions ay logged, at kung ang bilang ng anomalies ay lumampas sa isang preset threshold, isinasagawa ang alert, na nagpapahiwatig ng pangangailangan para sa maintenance.

• Task Management：Ang mga bagong tasks ay ibinibigay gamit ang predefined path-planning algorithms. Pagkatapos ng task initiation, ang sistema ay nag-aassign ng isang AGV at inililipad ang buong ruta. Ang mga tasks ay maaaring ma-view, cancelled, paused, o modified. Ang mga tasks ay nahahati sa tatlong uri: outbound, inbound, at relocation.

• User Management：Ang module na ito ay nagmamanage ng mga user accounts at permissions. Ang mga user ay nahahati sa apat na level: guest, operator, administrator, at super administrator, bawat isa ay may iba't ibang access rights.

2. System Design Overview

2.1 Design Principles

• Visibility: User-friendly interface na disenyo para sa intuitive na data access at management.

• Real-time Performance: Ang map ng warehouse ay dapat mag-reflect ng real-time positions, statuses, at rack information ng AGV na may minimal na delay, na nagse-secure ng reliable communication.

• Stability: Ang sistema ay dapat manatili sa stable under high data loads at matagal na operasyon.

• Scalability: Modular design na nagbibigay-daan sa future expansion at integration ng mga bagong features.

2.2 System Architecture
Ang sistema ay binubuo ng tatlong layers:

• Execution Layer (AGV Transport): Physical AGV operations.

• Service Layer: Nagbibigay ng bridge sa pagitan ng application at execution layers, kasama ang central management system at access system. Ito ay nakikipag-communicate sa mga AGV, nagkokolekta ng status data, at nagbibigay ng APIs para sa task assignment at control.

• Application Layer: Ang top layer, na direktang nakikipag-ugnayan sa mga user sa pamamagitan ng Unity3D-based interface. Ang mga user ay nagpapadala ng mga request, at ang resulta ay ipinapakita pagkatapos ng backend processing.

2.3 Database Design
Mga key data ay kinabibilangan ng:

• User data: Basic information at access permissions.

• Vehicle data: Status ng AGV, charging/discharging logs, at anomaly records.

• Task data: Task details at execution status.

• Warehouse data: Layout, racks, stations, charging points, etc., na bumubuo sa map ng warehouse.

Mga key relationships: ang mga user ay lumilikha ng mga task, ang mga AGV ay nag-eexecute ng mga task, ang mga AGV ay nag-ooperate sa loob ng warehouse, at ang mga user ay nagmamanage ng warehouse.

2.4 Detailed System Design and Implementation

2.4.1 Basic Framework Implementation
Nilikha ang isang bagong Unity3D project, na inimport ang 3D models upang simulan ang environment ng warehouse. Inimplement ang logic gamit ang C#.

User Login:
Kailangan ng mga user na authenticate at kumuha ng role-based permissions bago makapag-access sa sistema.

Warehouse Management Implementation:
Ang core functionality ay kinabibilangan ng warehouse modeling, na nagbibigay-daan sa mga user na makita at i-edit ang layout ng container, lokasyon ng vehicle, at distribution ng rack. Ang sistema ay kasama ang mga list ng path at station, na ang vehicle management ay kasama ang charging at anomaly handling.

2.4.2 Map Design Methodology
Ang karaniwang mga paraan ng robotic mapping ay kinabibilangan ng:

• Metric Maps: 2D/3D reconstructions ng tunay na space.

• Direct Representation: Gumagamit ng raw sensor data nang walang discretization.

• Grid Maps: Naghihiwalay ng space sa uniform cells, na madaling convert sa topological graphs.

• Topological Maps: Kinakatawan ang mga key locations bilang nodes, na konektado ng mga edges.

Coordinate Systems:

• Layout Coordinates: Virtual interface positions sa Unity.

• Model Coordinates: Tunay na (x, y, z) positions. Dahil ang layout coordinates ay auto-generated, ang model coordinates ay dapat explicitly defined para sa realistic simulation.

Point Types and Operations:
Ang mga point ay kinakatawan ang positions ng AGV (default: 0,0,0). Ang mga uri ay kinabibilangan ng: normal, loading/unloading, entry/exit, rack, at charging points. Ang mga normal points ay hindi maaaring mag-hold ng racks o payagan ang long-term stops ng AGV.

3. Conclusion

Sa mabilis na pag-unlad ng smart logistics at IoT technologies, ang mga warehouse ay nasa transisyon mula sa "manual mechanization" patungo sa "goods-to-person" automated operations. Ang mga operator ngayon ay maaaring monitorin ang inventory sa real time, nagpapabuti ng scanning accuracy, dynamic storage, at operational efficiency habang binabawasan ang waste at gastos sa pagsasanay.

Gayunpaman, habang ang mga intelligent systems ay lumalaki at ang fleets ng AGV ay lumalaki, ang mga hamon sa task allocation at fleet control ay nananatiling persist. Ang dokumentong ito ay nagpapakita ng isang praktikal na AGV-based intelligent warehouse scheduling system, na nagbabago ang warehouse management mula sa traditional na inventory tracking patungo sa real-time operational control. Sa pamamagitan ng fully automated technologies, ang sistema ay nagbibigay-daan sa autonomous inbound at outbound operations, nagpapadala ng transformation mula sa automation patungo sa intelligent logistics.