วิธีการสร้างระบบคลังสินค้าอัจฉริยะบนพื้นฐานของ AGV
ระบบคลังสินค้าอัจฉริยะบนพื้นฐานของ AGV
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมโลจิสติกส์ การขาดแคลนที่ดิน และค่าใช้จ่ายแรงงานที่เพิ่มขึ้น คลังสินค้าซึ่งเป็นศูนย์กลางโลจิสติกส์หลักกำลังเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญ ขณะที่คลังสินค้ามีขนาดใหญ่ขึ้น ความถี่ในการดำเนินงานเพิ่มขึ้น ความซับซ้อนของข้อมูลเพิ่มขึ้น และงานเลือกสินค้ามีความต้องการมากขึ้น การลดอัตราความผิดพลาดและการลดค่าใช้จ่ายแรงงานในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บรักษาโดยรวมได้กลายเป็นเป้าหมายหลักของภาคการเก็บรักษาสินค้า ทำให้บริษัทต่าง ๆ เดินหน้าสู่การอัตโนมัติทางอัจฉริยะ
บทความนี้เน้นไปที่ระบบโลจิสติกส์คลังสินค้าอัจฉริยะบนพื้นฐานของ AGV ระบบใช้ยานพาหนะนำทางอัตโนมัติ (AGVs) เป็นพาหนะ เชื่อมต่อกับระบบสารสนเทศภายนอกเพื่อรับคำสั่ง และใช้อัลกอริทึมการวางแผนอัจฉริยะเพื่อปรับปรุงเส้นทาง AGV ทำให้ AGVs สามารถทำงานด้วยตนเอง เช่น การรับ การขนส่ง การเก็บรักษา และการส่งมอบสินค้า ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพและความแม่นยำของระบบโลจิสติกส์ ในขณะเดียวกันก็ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน
1. การวิเคราะห์ระบบ
หัวใจของระบบคลังสินค้าอัจฉริยะอยู่ที่การจัดการและการกำหนดเวลา ระบบที่อธิบายไว้ที่นี่ใช้สถาปัตยกรรมแบบชั้นๆ ข้อมูลจะไหลจากอินพุตไปยังภาชนะเก็บสินค้าและไปยัง AGVs ตามลำดับ ตามความต้องการด้านฟังก์ชันและการวิเคราะห์การดำเนินงานของคลังสินค้า ระบบถูกแบ่งออกเป็นโมดูลหลัก ได้แก่ การจัดการคลังสินค้า การจัดการสถานี การจัดการยานพาหนะ การจัดการคำสั่ง และการจัดการผู้ใช้
การจัดการคลังสินค้า：โมดูลนี้จัดการการสร้างแผนที่คลังสินค้าและการจัดการข้อมูล คลังสินค้าถูกแบ่งเป็น 20 แถวและ 12 คอลัมน์ ตลอดสามระดับ (บน กลาง ล่าง) แต่ละภาชนะมี ID ที่ไม่ซ้ำกัน แผนที่รวมถึงกำแพง ประตู แพลตฟอร์มชั่วคราวสองแห่ง และสถานีชาร์จ ข้อมูลสินค้าถูกจัดเก็บตามตำแหน่งภาชนะ โดยเชื่อมโยงกับฐานข้อมูลผ่าน ID ของภาชนะ
การจัดการสถานี：ตำแหน่งสำคัญ เช่น ทางเข้าคลังสินค้า ทางเข้าทางเดิน ตำแหน่งคอลัมน์ สถานีชาร์จ จุดโหลด/ปลด จุดจอดรถ ถูกกำหนดไว้เป็นจุดเริ่มต้นหรือเป้าหมายของ AGV
การจัดการเส้นทาง：เส้นทางเชื่อมต่อระหว่างสถานี AGVs ปฏิบัติตามเส้นทางที่วางแผนไว้ล่วงหน้า ซึ่งอาจเป็นทางเดียวหรือสองทาง และเส้นตรงหรือโค้ง
การจัดการแร็ค：แร็คถูกวางเฉพาะที่ตำแหน่งแร็คที่กำหนด ระบบการจัดการแร็คสนับสนุนการทำงานของ AGV ในการเคลื่อนย้ายแร็คระหว่างจุดโหลด จุดปลด และตำแหน่งแร็ค แร็คมีสี่สถานะ: ขั้นต้น รอการรับ ระหว่างการขนส่ง และกลับมาแล้ว
การจัดการยานพาหนะ：เนื่องจากโครงสร้างคลังสินค้าที่ง่าย ใช้ AGV เพียงหนึ่งคัน ทำงานกับภาชนะหนึ่งภาชนะต่อหนึ่งงาน สถานะของ AGV ได้แก่: พร้อมใช้งาน (หยุดพักที่ทางเข้าเมื่อมีพลังงานเพียงพอ) การชาร์จ (ย้ายไปยังสถานีชาร์จเมื่อมีพลังงานต่ำ) และการดำเนินงาน (ขนส่งภาชนะอย่างแข็งขัน)
การจัดการการชาร์จ：เมื่อระดับแบตเตอรี่ต่ำ AGV จะขอชาร์จไฟอัตโนมัติ ระบบมอบเส้นทางการชาร์จ ล็อกสถานีชาร์จ และกำหนด AGV ให้อยู่ในโหมดการชาร์จ ระหว่างนี้ไม่มีงานใหม่ถูกมอบหมายจนกว่าแบตเตอรี่จะถึงระดับที่กำหนด
การจัดการข้อยกเว้น：ความผิดปกติของ AGV อาจรวมถึงการเบี่ยงเบนจากเส้นทางที่วางแผนไว้ ไม่ขอชาร์จเมื่อมีพลังงานต่ำ หรือการสูญเสียการควบคุม ข้อยกเว้นทั้งหมดถูกบันทึก และหากจำนวนความผิดปกติเกินขีดจำกัดที่กำหนด จะมีการแจ้งเตือนแสดงถึงความต้องการในการบำรุงรักษา
การจัดการงาน：งานใหม่ถูกมอบหมายโดยใช้อัลกอริทึมการวางแผนเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เมื่อเริ่มงาน ระบบมอบหมาย AGV และส่งเส้นทางทั้งหมด งานสามารถดู ยกเลิก หยุดชั่วคราว หรือแก้ไขได้ งานถูกแบ่งออกเป็นสามประเภท: ขาออก ขาเข้า และการย้าย
การจัดการผู้ใช้：โมดูลนี้จัดการบัญชีผู้ใช้และสิทธิ์ ผู้ใช้ถูกจำแนกออกเป็นสี่ระดับ: ผู้เยี่ยมชม ผู้ปฏิบัติงาน ผู้ดูแลระบบ และผู้ดูแลระบบระดับสูง แต่ละคนมีสิทธิ์เข้าถึงที่แตกต่างกัน
2. ภาพรวมการออกแบบระบบ
2.1 หลักการในการออกแบบ
ความโปร่งใส: หน้าจอที่ใช้งานง่ายออกแบบมาเพื่อการเข้าถึงและจัดการข้อมูลอย่างสะดวก
สมรรถนะแบบเรียลไทม์: แผนที่คลังสินค้าต้องสะท้อนตำแหน่ง AGV สถานะ และข้อมูลแร็คในเวลาจริง ด้วยความล่าช้าน้อยที่สุด เพื่อการสื่อสารที่เชื่อถือได้
ความมั่นคง: ระบบต้องมั่นคงภายใต้ปริมาณข้อมูลสูงและการทำงานนาน
ความสามารถในการขยาย: การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยให้สามารถขยายและรวมฟีเจอร์ใหม่ในอนาคตได้
2.2 สถาปัตยกรรมระบบ
ระบบประกอบด้วยสามชั้น:
ชั้นการดำเนินงาน (การขนส่ง AGV): การดำเนินงานทางกายภาพของ AGV
ชั้นบริการ: เป็นสะพานระหว่างชั้นแอปพลิเคชันและชั้นการดำเนินงาน รวมถึงระบบจัดการกลางและระบบเข้าถึง มันสื่อสารกับ AGVs รวบรวมข้อมูลสถานะ และให้ API สำหรับการมอบหมายงานและการควบคุม
ชั้นแอปพลิเคชัน: ชั้นบนสุด โต้ตอบกับผู้ใช้ผ่านอินเทอร์เฟซบน Unity3D ผู้ใช้ส่งคำขอ และผลลัพธ์แสดงหลังจากการประมวลผลที่ด้านหลัง
2.3 การออกแบบฐานข้อมูล
ข้อมูลสำคัญรวมถึง:
ข้อมูลผู้ใช้: ข้อมูลพื้นฐานและสิทธิ์การเข้าถึง
ข้อมูลยานพาหนะ: สถานะ AGV บันทึกการชาร์จ/ปลด และบันทึกความผิดปกติ
ข้อมูลงาน: รายละเอียดงานและสถานะการดำเนินงาน
ข้อมูลคลังสินค้า: รูปแบบ แร็ค สถานี จุดชาร์จ ฯลฯ ที่สร้างแผนที่คลังสินค้า
ความสัมพันธ์สำคัญ: ผู้ใช้สร้างงาน AGVs ดำเนินงาน ผู้ใช้จัดการคลังสินค้า
2.4 การออกแบบและดำเนินการระบบอย่างละเอียด
2.4.1 การดำเนินการโครงสร้างพื้นฐาน
สร้างโครงการ Unity3D ใหม่ นำเข้าโมเดล 3D เพื่อจำลองสภาพแวดล้อมคลังสินค้า ทำการดำเนินการด้วย C#
การเข้าสู่ระบบของผู้ใช้:
ผู้ใช้ต้องตรวจสอบและได้รับสิทธิ์ตามบทบาทก่อนเข้าสู่ระบบ
การดำเนินการจัดการคลังสินค้า:
ฟังก์ชันหลักรวมถึงการสร้างแบบจำลองคลังสินค้า อนุญาตให้ผู้ใช้ดูและแก้ไขรูปแบบภาชนะ ตำแหน่งยานพาหนะ และการกระจายแร็ค ระบบรวมรายการเส้นทางและสถานี รวมถึงการจัดการยานพาหนะที่ครอบคลุมการชาร์จและการจัดการความผิดปกติ
2.4.2 วิธีการสร้างแผนที่
วิธีการสร้างแผนที่หุ่นยนต์ทั่วไปรวมถึง:
แผนที่เมตริก: การสร้างแบบจำลอง 2D/3D ของพื้นที่จริง
การแสดงผลโดยตรง: ใช้ข้อมูลเซ็นเซอร์ดิบโดยไม่ต้องแบ่งส่วน
แผนที่กริด: แบ่งพื้นที่ออกเป็นเซลล์ที่สม่ำเสมอ สามารถแปลงเป็นกราฟโทโพโลจีได้ง่าย
แผนที่โทโพโลจี: แทนที่ตำแหน่งสำคัญด้วยโหนด เชื่อมต่อด้วยเส้น
ระบบพิกัด:
พิกัดรูปแบบ: ตำแหน่งอินเทอร์เฟซเสมือนใน Unity
พิกัดโมเดล: ตำแหน่งโลกจริง (x, y, z) เนื่องจากพิกัดรูปแบบถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติ พิกัดโมเดลต้องกำหนดไว้อย่างชัดเจนสำหรับการจำลองที่สมจริง
ประเภทจุดและการดำเนินการ:
จุดแทนตำแหน่ง AGV (ค่าเริ่มต้น: 0,0,0) ประเภทรวมถึง: ปกติ โหลด/ปลด ทางเข้า/ออก แร็ค และจุดชาร์จ จุดปกติไม่สามารถรองรับแร็คหรืออนุญาตให้ AGV หยุดยาว
3. สรุป
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีโลจิสติกส์อัจฉริยะและ IoT คลังสินค้ากำลังเปลี่ยนจากการ "กลไก机械化仓库向智能自动化仓库的转变正在迅速进行。通过智能物流和物联网技术的快速发展，仓库从“手动机械化”转向“货到人”的自动化操作。操作员现在可以实时监控库存，提高扫描准确性、动态存储和运营效率，同时减少浪费和劳动力成本。 然而，随着智能系统的扩展和AGV车队的增长，在任务分配和车队控制方面仍然存在挑战。本文介绍了一种实用的基于AGV的智能仓库调度系统，将仓库管理从传统的库存跟踪转变为实时操作控制。通过充分利用全自动化技术，该系统能够实现自主入库和出库操作，推动从自动化到智能物流的转型。 请继续翻译剩余部分。
