Kā izveidot AGV balstītu intelektuālo noliktavas sistēmu
AGV balstīta intelektuālā krātuves logistikas sistēma
Ar logistikas nozares straujo attīstību, zemes trūkumu un pieaugošajiem darba izmaksām, krātuves kā galvenie logistikas centri saskaras ar ievērojamām izaicinājumiem. Ar to, ka krātuves kļūst lielākas, operāciju biežums palielinās, informācijas sarežģītība pieaug un preču izgaismojuma uzdevumi kļūst grūtāki, sasniedzot zemas kļūdu rādītājus un samazinot darba izmaksas, vienlaikus uzlabojot kopējo glabāšanas efektivitāti, ir kļuvis par galveno mērķi krātuves nozarē, veicinot uzņēmumus virzīties uz intelektuālo automatizāciju.
Šajā rakstā tika apspriesta AGV balstītā intelektuālā krātuves logistikas sistēma. Sistēma izmanto Automatizētas vadības transportlīdzekļus (AGV) kā pārvadājumu līdzekļus, savienojas ar ārējiem informācijas sistēmām, lai saņemtu pasūtījumus, un izmanto intelektuālas plānošanas algoritmus, lai optimizētu AGV maršrutus. Tas ļauj AGV autonomi veikt uzdevumus, piemēram, saņemt, pārvadāt, glabāt un izsūtīt preces, tādējādi palielinot logistikas sistēmas efektivitāti un precizitāti, vienlaikus samazinot operatīvās izmaksas.
1. Sistēmas analīze
Intelektuālās krātuves sistēmas pamats ir pārvaldībā un grafikā. Aprakstītajā sistēmā tiek izmantota slāņu arhitektūra, kur datu plūsme notiek progresīvi no ievades līdz glabāšanas konteineriem un AGV. Pamatojoties uz funkcionalitātes prasībām un glabāšanas operāciju analīzi, sistēma ir sadalīta vairākos galvenos moduļos: krātuves pārvaldība, staciju pārvaldība, transportlīdzekļu pārvaldība, pasūtījumu pārvaldība un lietotāju pārvaldība.
Krātuves pārvaldība: Šis modulis nodrošina krātuves kartes modelēšanu un informācijas pārvaldību. Krātuve ir sadalīta 20 rindās un 12 kolonnās, izmantojot trīs stāvus (augšējais, vidējais, apakšējais). Katram konteinerim ir unikāls ID. Karte ietver sienas, durvis, divas pagaidu platformas un lādēšanas staciju. Preču informācija tiek saglabāta atkarībā no konteineru atrašanās vietas, un dati ir saistīti ar datubāzi, izmantojot konteineru ID.
Staciju pārvaldība: Galvenās vietas, piemēram, krātuves ieceļi, gāju ieceļi, kolonnas pozīcijas, lādēšanas stacijas, ielādes/izlādes punkti un parkošanas vietas, ir iepriekš noteiktas kā AGV sākuma vai mērķa punkti.
Maršruta pārvaldība: Maršruti savieno stacijas. AGV seko iepriekš plānotiem maršrutiem, kas var būt vienvirziena vai divvirziena, lineāri vai līkaini.
Rāmu pārvaldība: Rāmi tiek novietoti tikai noteiktās rāmu vietās. Rāmu pārvaldība atbalsta AGV operācijas, lai pārvietotu rāmus starp ielādes punktiem, izlādes punktiem un rāmu vietām. Rāmiem ir četri stāvokļi: sākotnējs, gaida izņemšanu, transīts un atgriezts.
Transportlīdzekļu pārvaldība: Ņemot vērā vienkāršo krātuves izstrādību, tiek izmantots tikai viens AGV, kas apstrādā vienu konteineri katrā uzdevumā. AGV stāvokļi ietver: gaidīšana (dīvānieks krātuves ieceļā ar pietiekamu enerģiju), lādēšana (pārvietojas uz lādēšanas staciju, ja enerģijas līmenis ir zems) un uzdevuma izpilde (aktivā preču pārvadāšana).
Lādēšanas pārvaldība: Ja akumulatora līmenis ir zems, AGV automātiski pieprasa lādēšanu. Sistēma piešķir lādēšanas maršrutu, bloķē lādēšanas staciju un AGV tiek novietots lādēšanas režīmā, kamēr akumulators neievērojami nepieaugs līdz iepriekš noteiktam līmenim.
Izņēmumu pārvaldība: Potenciālie AGV anomalijas ietver novirzīšanos no plānotajiem maršrutiem, neveiksmīgu lādēšanas pieprasījumu, kad enerģijas līmenis ir zems, vai kontrolas zaudēšanu. Visi izņēmumi tiek reģistrēti, un, ja anomaliju skaits pārsniedz iepriekš noteikto slieksni, tiek aktivizēts brīdinājums, norādot, ka nepieciešama uzturēšana.
Uzdevumu pārvaldība: Jauni uzdevumi tiek piešķirti, izmantojot iepriekš definētus maršruta plānošanas algoritmus. Kad uzdevums tiek uzsākts, sistēma piešķir AGV un nosūta pilnu maršrutu. Uzdevumus var apskatīt, atcelt, apturēt vai mainīt. Uzdevumi tiek sadalīti trīs veidos: izlaišana, ielaišana un pārvietošana.
Lietotāju pārvaldība: Šis modulis pārvalda lietotāju kontus un tiesības. Lietotāji ir sadalīti četros līmeņos: viesis, operators, administrators un superadministrators, kuriem ir dažādas piekļuves tiesības.
2. Sistēmas dizaina pārskats
2.1 Dizaina principi
Redzamība: Lietotājam draudzīga interfeisa dizains, lai nodrošinātu intuītīvu datu piekļuvi un pārvaldību.
Reāllaika veiktspēja: Krātuves karte jāatspoguļo AGV pozīcijas, stāvoklis un rāmu informācija ar minimālu aizvēlni, nodrošinot uzticīgu komunikāciju.
Stabilitāte: Sistēmai jāpaliek stabila liela datu apjomā un ilgstošā darbībā.
Mērogvaramība: Modulāris dizains ļauj nākotnes paplašināšanu un jaunu funkciju integrāciju.
2.2 Sistēmas arhitektūra
Sistēma sastāv no trim slāņiem:
Izpildes slānis (AGV transporta): Fiziskās AGV operācijas.
Servisslānis: Darbojas kā tiltā starp lietotnes un izpildes slāņiem, tostarp centrālā pārvaldības sistēma un piekļuves sistēma. Komunicē ar AGV, apkopo stāvokļa datus un sniedz API uzdevumu piešķiršanai un kontrolei.
Lietotnes slānis: Augšējais slānis, kas tieši interaktē ar lietotājiem, izmantojot Unity3D balstītu interfeisu. Lietotāji nosūta pieprasījumus, un rezultāti tiek rādīti pēc aizmugurprogrammas apstrādes.
2.3 Datubāzes dizains
Galvenie dati ietver:
Lietotāju dati: Pamatinformācija un piekļuves tiesības.
Transportlīdzekļu dati: AGV stāvoklis, lādēšanas/atlādēšanas žurnāli un anomaliju ieraksti.
Uzdevumu dati: Uzdevumu detaļas un izpildes stāvoklis.
Krātuves dati: Izkārtojums, rāmi, stacijas, lādēšanas punkti utt., veidojot krātuves karti.
Galvenās attiecības: lietotāji izveido uzdevumus, AGV izpilda uzdevumus, AGV darbojas krātuves ietvaros, un lietotāji pārvalda krātuvi.
2.4 Detalizēta sistēmas dizaina un realizācija
2.4.1 Pamata rāmis realizācija
Tiek izveidots jauns Unity3D projekts, importējot 3D modeļus, lai simulētu krātuves vidi. Loģika tiek realizēta, izmantojot C#.
Lietotāja pieteikšanās:
Lietotājiem jāpielabo un jāiegūst lomas atbilstošas tiesības, pirms tiek piekļūts sistēmai.
Krātuves pārvaldības realizācija:
Bāzes funkcionalitāte ietver krātuves modelēšanu, ļaujot lietotājiem apskatīt un rediģēt konteineru izkārtojumu, transportlīdzekļu atrašanās vietas un rāmu izkārtojumu. Sistēma ietver maršrutu un staciju sarakstus, un transportlīdzekļu pārvaldība ietver lādēšanu un anomaliju apstrādi.
2.4.2 Kartes dizaina metodoloģija
Parastās robotu kartogrāfijas metodes ietver:
Metrikskās kartes: 2D/3D atjaunošana no reālā telpas.
Tieša reprezentācija: Izmanto neatdalītos sensoru datus bez diskretizācijas.
Režģa kartes: Sadala telpu vienmērīgās šūnas, viegli pārveidojamas topoloģiskos grafus.
Topoloģiskās kartes: Attēlo galvenās vietas kā mezglus, savienotas ar šķautnēm.
Koordinātu sistēmas:
Izkārtojuma koordinātes: Virtuālās interfeisa pozīcijas Unity.
Modeļa koordinātes: Reālās (x, y, z) pozīcijas. Tā kā izkārtojuma koordinātes tiek automātiski ģenerētas, modeļa koordinātes jādefinē explīcitā veidā, lai nodrošinātu realistisku simulāciju.
Punktu tipi un operācijas:
Punkti attēlo AGV pozīcijas (noklusējuma: 0,0,0). Tipi ietver: normāls, ielāde/izlāde, ieceļšana/izeceļšana, rāms un lādēšanas punkts. Normālie punkti nevar turēt rāmus vai ļaut ilgtermiņa AGV apstāšanos.
3. Secinājumi
Ar intelektuālās logistikas un IoT tehnoloģiju straujo attīstību, krātuves pāriet no "manuālā mehanizācija" uz "preču uz cilvēku" automatizētām operācijām. Operatori tagad var monitorēt inventāru reālajā laikā, uzlabojot skenēšanas precizitāti, dinamisko glabāšanu un operatīvo efektivitāti, vienlaikus samazinot atkritumu un darba izmaksas.
Tomēr, ar intelektuālo sistēmu izplatīšanos un AGV flotes pieaugumu, uzdevumu piešķiršanas un flotes kontroles izaicinājumi turpina pastāvēt. Šajā rakstā tika piedāvāta praktiska AGV balstītā intelektuālā krātuves grafika sistēma, pārveidojot krātuves pārvaldību no tradicionālā inventāra izsekotās uz reālajā laikā notiekošās operāciju kontroles. Izmantojot pilnīgi automatizētas tehnoloģijas, sistēma ļauj autonomas ielaišanas un izlaišanas operācijas, veicinot pāreju no automatizācijas uz intelektuālo logistikas.
