AGV आधारित स्मार्ट वेयरहाउस प्रणाली कैसे बनाएं

AGV आधारित स्मार्ट वारेहाउस लॉजिस्टिक्स प्रणाली

लॉजिस्टिक्स उद्योग के तेजी से विकास, भूमि की कमी, और श्रम लागत में वृद्धि के साथ, गुडाम, जो प्रमुख लॉजिस्टिक्स केंद्र हैं, गंभीर चुनौतियों का सामना कर रहे हैं। जैसे-जैसे गुडाम बड़े होते जा रहे हैं, ऑपरेशनल आवृत्ति बढ़ रही है, सूचना की जटिलता बढ़ रही है, और ऑर्डर-पिकिंग कार्य अधिक मांग कर रहे हैं, निम्न त्रुटि दर और कम श्रम लागत के साथ समग्र संचयन दक्षता में सुधार करना गुडाम क्षेत्र का प्राथमिक लक्ष्य बन गया है, जो उद्यमों को इंटेलिजेंट ऑटोमेशन की ओर बढ़ा रहा है।

इस शोधपत्र में AGV आधारित स्मार्ट वारेहाउस लॉजिस्टिक्स प्रणाली पर ध्यान केंद्रित किया गया है। यह प्रणाली ऑटोमेटेड गाइडेड व्हीकल्स (AGVs) का उपयोग करती है, बाहरी सूचना प्रणालियों से ऑर्डर लेती है, और इंटेलिजेंट प्लानिंग एल्गोरिदम का उपयोग करके AGV मार्ग का अनुकूलन करती है। इससे AGVs को स्वतंत्र रूप से ग्राहक से ग्राहक तक, वस्तुओं का परिवहन, संचयन, और वितरण करने की क्षमता प्राप्त होती है, जिससे लॉजिस्टिक्स प्रणाली की दक्षता और सटीकता में सुधार होता है और ऑपरेशनल लागत कम होती है।

1. प्रणाली विश्लेषण

एक स्मार्ट वारेहाउस प्रणाली का महत्वपूर्ण हिस्सा प्रबंधन और निर्धारण है। यहाँ वर्णित प्रणाली एक स्तरीकृत आर्किटेक्चर का उपयोग करती है, जिसमें डेटा इनपुट से डिपोजिट बॉक्स तक और फिर AGVs तक धीरे-धीरे प्रवाहित होता है। कार्यात्मक आवश्यकताओं और संचयन ऑपरेशन्स के विश्लेषण के आधार पर, प्रणाली को महत्वपूर्ण मॉड्यूलों में विभाजित किया गया है: गुडाम प्रबंधन, स्टेशन प्रबंधन, वाहन प्रबंधन, ऑर्डर प्रबंधन, और उपयोगकर्ता प्रबंधन।

• गुडाम प्रबंधन: यह मॉड्यूल गुडाम मैप मॉडलिंग और सूचना प्रबंधन संभालता है। गुडाम को 20 पंक्तियों और 12 स्तंभों में तीन स्तरों (ऊपर, मध्य, नीचे) में विभाजित किया गया है। प्रत्येक कंटेनर का एक अद्वितीय ID होता है। मैप में दीवारें, दरवाजे, दो अस्थायी प्लेटफॉर्म, और एक चार्जिंग स्टेशन शामिल हैं। आइटम सूचना कंटेनर के स्थान पर आधारित होती है, जिसका डेटा कंटेनर के ID के माध्यम से डेटाबेस से लिंक किया जाता है।

• स्टेशन प्रबंधन: गुडाम के प्रवेश द्वार, छोटे रास्ते के प्रवेश द्वार, स्तंभों की स्थिति, चार्जिंग स्टेशन, लोडिंग/अनलोडिंग बिंदु, और पार्किंग स्थान जैसी महत्वपूर्ण स्थानों को AGV के शुरुआत या लक्ष्य बिंदु के रूप में पहले से निर्धारित किया गया है।

• पथ प्रबंधन: पथ स्टेशनों को जोड़ते हैं। AGVs पूर्व-नियोजित मार्गों का अनुसरण करते हैं, जो एक-दिशात्मक या द्वि-दिशात्मक, रैखिक या घुमावदार हो सकते हैं।

• रैक प्रबंधन: रैक केवल निर्दिष्ट रैक स्थानों पर रखे जाते हैं। रैक प्रबंधन AGV ऑपरेशन का समर्थन करता है, जो लोडिंग बिंदु, अनलोडिंग बिंदु, और रैक स्थानों के बीच रैक ले जाने के लिए। रैक के चार अवस्थाएं होती हैं: प्रारंभिक, पुनर्प्राप्ति की प्रतीक्षा, परिवहन में, और वापस।

• वाहन प्रबंधन: सरल गुडाम सेटअप के लिए, केवल एक AGV का उपयोग किया जाता है, जो प्रत्येक कार्य में एक कंटेनर का संभालता है। AGV की अवस्थाएं शामिल हैं: रिझर्व (प्रवेश द्वार पर आराम कर रहा, पर्याप्त चार्ज), चार्जिंग (कम ऊर्जा के साथ चार्जर की ओर जाना), और कार्य का निर्वाह (सक्रिय रूप से एक कंटेनर का परिवहन)।

• चार्जिंग प्रबंधन: जब बैटरी का स्तर कम होता है, तो AGV स्वतः चार्ज के लिए अनुरोध करता है। प्रणाली एक चार्जिंग पथ आवंटित करती है, चार्जिंग स्टेशन को लॉक करती है, और AGV को चार्जिंग मोड में रखती है, जिसमें नई कार्य तब तक नहीं आवंटित किए जाते जब तक बैटरी एक पूर्वनिर्धारित स्तर तक नहीं पहुंच जाती।

• अपवाद प्रबंधन: संभावित AGV असामान्यताएं शामिल हैं: निर्धारित मार्ग से विचलन, कम ऊर्जा के साथ चार्जिंग के लिए अनुरोध न करना, या नियंत्रण का नुकसान। सभी असामान्यताएं लॉग की जाती हैं, और यदि असामान्यताओं की संख्या एक पूर्वनिर्धारित थ्रेशहोल्ड से अधिक होती है, तो एक अलर्ट ट्रिगर होता है, जो रखरखाव की आवश्यकता को इंगित करता है।

• कार्य प्रबंधन: नए कार्य पूर्व-निर्धारित मार्ग-निर्धारण एल्गोरिदम का उपयोग करके आवंटित किए जाते हैं। कार्य शुरू होने पर, प्रणाली एक AGV आवंटित करती है और पूरा मार्ग ट्रांसमिट करती है। कार्य देखे, रद्द, रोके, या संशोधित किए जा सकते हैं। कार्य को तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: बाहरी, आंतरिक, और रिलोकेशन।

• उपयोगकर्ता प्रबंधन: यह मॉड्यूल उपयोगकर्ता खाते और अधिकारों का प्रबंधन करता है। उपयोगकर्ताओं को चार स्तरों में वर्गीकृत किया गया है: मेहमान, ऑपरेटर, प्रशासक, और सुपर प्रशासक, प्रत्येक के पास अलग-अलग एक्सेस अधिकार हैं।

2. प्रणाली डिजाइन सारांश

2.1 डिजाइन सिद्धांत

• पारदर्शिता: उपयोगकर्ता-अनुकूल इंटरफेस जो इंटुइटिव डेटा एक्सेस और प्रबंधन के लिए डिजाइन किया गया है।

• रियल-टाइम प्रदर्शन: गुडाम मैप न्यूनतम देरी के साथ वास्तविक समय में AGV की स्थिति, स्थिति, और रैक सूचना प्रतिबिंबित करना चाहिए, जिससे विश्वसनीय संचार सुनिश्चित होता है।

• स्थिरता: प्रणाली उच्च डेटा लोड और लंबे समय के ऑपरेशन के दौरान स्थिर रहनी चाहिए।

• स्केलेबिलिटी: मॉड्यूलर डिजाइन भविष्य में विस्तार और नए विशेषताओं के एकीकरण की अनुमति देता है।

2.2 प्रणाली आर्किटेक्चर
प्रणाली में तीन स्तर हैं:

• निष्पादन स्तर (AGV परिवहन): भौतिक AGV ऑपरेशन।

• सेवा स्तर: एप्लिकेशन और निष्पादन स्तरों के बीच का पुल, जिसमें केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली और एक्सेस प्रणाली शामिल हैं। यह AGVs से संचार करता है, स्थिति डेटा एकत्र करता है, और कार्य आवंटन और नियंत्रण के लिए APIs प्रदान करता है।

• एप्लिकेशन स्तर: शीर्ष स्तर, जो Unity3D आधारित इंटरफेस के माध्यम से उपयोगकर्ताओं के साथ सीधे इंटरैक्ट करता है। उपयोगकर्ता अनुरोध भेजते हैं, और परिणाम बैकएंड प्रोसेसिंग के बाद दिखाए जाते हैं।

2.3 डेटाबेस डिजाइन
महत्वपूर्ण डेटा शामिल है:

• उपयोगकर्ता डेटा: बुनियादी सूचना और एक्सेस अधिकार।

• वाहन डेटा: AGV स्थिति, चार्जिंग/डिचार्जिंग लॉग, और असामान्यताओं की रिकॉर्ड।

• कार्य डेटा: कार्य की विवरण और निष्पादन स्थिति।

• गुडाम डेटा: लेआउट, रैक, स्टेशन, चार्जिंग प्वाइंट, आदि, जो गुडाम मैप बनाते हैं।

महत्वपूर्ण संबंध: उपयोगकर्ता कार्य बनाते हैं, AGVs कार्य का निर्वाह करते हैं, AGVs गुडाम में कार्य करते हैं, और उपयोगकर्ता गुडाम का प्रबंधन करते हैं।

2.4 विस्तृत प्रणाली डिजाइन और निष्पादन

2.4.1 बुनियादी फ्रेमवर्क निष्पादन
एक नया Unity3D प्रोजेक्ट बनाया जाता है, 3D मॉडल्स को इंपोर्ट करके गुडाम वातावरण का सिमुलेशन किया जाता है। लॉजिक C# का उपयोग करके लागू किया जाता है।

उपयोगकर्ता लॉगिन:
उपयोगकर्ताओं को प्रणाली का एक्सेस प्राप्त करने से पहले प्रमाणित होना और भूमिका-आधारित अधिकार प्राप्त करना चाहिए।

गुडाम प्रबंधन निष्पादन:
महत्वपूर्ण कार्यक्षमता गुडाम मॉडलिंग को शामिल करती है, जो उपयोगकर्ताओं को कंटेनर लेआउट, वाहन स्थान, और रैक वितरण देखने और संपादित करने की अनुमति देती है। प्रणाली में मार्ग और स्टेशन सूचियां शामिल हैं, जिसमें वाहन प्रबंधन चार्जिंग और असामान्यता हैंडलिंग शामिल हैं।

2.4.2 मैप डिजाइन विधि
सामान्य रोबोटिक मैपिंग विधियां शामिल हैं:

• मेट्रिक मैप: वास्तविक स्थान का 2D/3D रीकंस्ट्रक्शन।

• सीधा प्रतिनिधित्व: डिस्क्रेटिजेशन के बिना रॉ सेंसर डेटा का उपयोग करता है।

• ग्रिड मैप: स्थान को समान कक्षों में विभाजित करता है, जो आसानी से टोपोलॉजिकल ग्राफ में परिवर्तित किया जा सकता है।

• टोपोलॉजिकल मैप: महत्वपूर्ण स्थानों को नोड्स के रूप में प्रतिनिधित्व करता है, जो किनारों द्वारा जुड़े होते हैं।

निर्देशांक प्रणालियां:

• लेआउट निर्देशांक: Unity में वर्चुअल इंटरफेस स्थितियां।

• मॉडल निर्देशांक: वास्तविक दुनिया (x, y, z) स्थितियां। क्योंकि लेआउट निर्देशांक स्वचालित रूप से उत्पन्न होते हैं, मॉडल निर्देशांक वास्तविक सिमुलेशन के लिए व्यक्तिगत रूप से परिभाषित किए जाने चाहिए।

पॉइंट प्रकार और ऑपरेशन:
पॉइंट AGV की स्थिति (डिफ़ॉल्ट: 0,0,0) का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रकार शामिल हैं: सामान्य, लोडिंग/अनलोडिंग, प्रवेश/निकास, रैक, और चार्जिंग पॉइंट। सामान्य पॉइंट रैक नहीं रख सकते और लंबे समय तक AGV को रोकने की अनुमति नहीं देते।

3. निष्कर्ष

स्मार्ट ल