AGV Tabanlı Akıllı Depo Sistemi Nasıl Oluşturulur
AGV Tabanlı Akıllı Depo Lojistik Sistemi
Lojistik sektörünün hızlı gelişmesi, toprak kıtlığının artması ve işçilik maliyetlerinin yükselişiyle, depolar - kritik lojistik merkezleri olarak - önemli zorluklarla karşı karşıya. Depolar büyüdükçe, operasyonel frekanslar artıyor, bilgi karmaşıklığı artıyor ve sipariş çekme görevleri daha zorlu hale geliyor. Düşük hata oranları, azaltılmış işçilik maliyetleri ve genel depolama verimliliğinin artırılması, depolama sektörünün temel hedefi haline gelmiş ve şirketleri akıllı otomasyona yönlendiriyor.
Bu makale, AGV (Otomatik Rehberli Araç) tabanlı bir akıllı depo lojistik sistemine odaklanmaktadır. Sistem, taşıyıcı olarak AGV'leri kullanır, dış bilgi sistemleriyle entegre olur ve sipariş alır, ayrıca AGV rotalarını optimize etmek için akıllı planlama algoritmalarını kullanır. Bu, AGV'lerin malzemeleri almak, taşımak, depolamak ve dağıtmak gibi görevleri otomatik olarak gerçekleştirmesini sağlar, bu da lojistik sistemin verimliliğini ve doğruluğunu artırırken operasyonel maliyetleri azaltır.
1. Sistem Analizi
Akıllı bir depo sisteminin özü yönetim ve çizelgelemeye dayanır. Burada tanımlanan sistem, katmanlı bir mimariyi benimser ve veriler girdiden konteynerlere, sonra AGV'lere doğru ilerler. Fonksiyonel gereksinimler ve depolama operasyonları analizine dayanarak, sistem ana modüllere bölünmüştür: depo yönetimi, istasyon yönetimi, araç yönetimi, sipariş yönetimi ve kullanıcı yönetimi.
Depo Yönetimi: Bu modül, depo haritasının modellemesini ve bilgi yönetimini üstlenir. Depo, üç seviye (üst, orta, alt) arasında 20 satır ve 12 sütun halinde bölünmüştür. Her konteynerin benzersiz bir ID'si vardır. Harita, duvarlar, kapılar, iki geçici platform ve bir şarj istasyonu içerir. Ürün bilgileri, konteyner konumlarına göre saklanır ve veri, konteynerin ID'si aracılığıyla bir veritabanına bağlanır.
İstasyon Yönetimi: Depo girişleri, koridor girişleri, sütun pozisyonları, şarj istasyonları, yükleme/boşaltma noktaları ve park yeri gibi kilit konumlar, AGV'nin başlangıç veya hedef noktaları olarak önceden belirlenmiştir.
Yol Yönetimi: Yollar, istasyonları birbirine bağlar. AGV'ler önceden planlanmış rotalara uymakta, bu rotalar tek yönlü veya çift yönlü, doğrusal veya eğri olabilir.
Raf Yönetimi: Raflar, belirlenen raf konumlarında yerleştirilir. Raf yönetimi, rafların yük alma noktalarından, boşaltma noktalarından ve raf konumlarına taşınmasını destekler. Rafların dört durumu vardır: başlangıç, alım bekleme, transitte ve geri getirildi.
Araç Yönetimi: Basit depo kurulumuna dayanarak, sadece bir AGV kullanılır ve her görevde bir konteyner taşınır. AGV durumları şunlardır: bekletme (girişte yeterli şarja sahip boşta), şarj (enerji düşük olduğunda şarj cihazına hareket eder) ve görev yürütme (aktif olarak bir konteyner taşıma).
Şarj Yönetimi: Pil seviyesi düşük olduğunda, AGV otomatik olarak şarj talep eder. Sistem, bir şarj yolu atar, şarj istasyonunu kilitler ve AGV'yi şarj moduna yerleştirir. Bu süre zarfında, pil belirli bir seviyeye ulaşana kadar yeni görev ataması yapılmaz.
Özel Durum Yönetimi: Olası AGV anormallikleri, planlanmış rotadan sapma, enerji düşük olduğunda şarj talep etmemek veya kontrol kaybı içerebilir. Tüm özel durumlar günlüğe kaydedilir ve anormallik sayısı önceden belirlenmiş bir eşiği aşarsa, bir uyarı tetiklenir, bakımı gerektirdiği belirtilir.
Görev Yönetimi: Yeni görevler, önceden belirlenmiş yol planlama algoritmalarıyla atanır. Görev başlatıldığında, sistem bir AGV atar ve tam rotayı iletenir. Görevler, görüntülenebilir, iptal edilebilir, duraklatılabilir veya değiştirilebilir. Görevler üç türe ayrılır: dışa, içe ve yer değiştirme.
Kullanıcı Yönetimi: Bu modül, kullanıcı hesaplarını ve izinlerini yönetir. Kullanıcılar, misafir, operatör, yönetici ve süper yönetici olmak üzere dört seviyeye ayrılmıştır, her biri farklı erişim haklarına sahiptir.
2. Sistem Tasarım Genel Bakışı
2.1 Tasarım İlkeleri
Görünürlük: Veri erişimini ve yönetimini kolaylaştıran kullanıcı dostu arayüz tasarlanmıştır.
Gerçek Zamanlı Performans: Depo haritası, AGV pozisyonlarını, durumlarını ve raf bilgilerini en az gecikmeyle yansıtmalıdır, güvenilir iletişim sağlayacaktır.
Kararlılık: Sistem, yüksek veri yükleri altında ve uzun süreli işletim sırasında kararlı kalmalıdır.
Ölçeklenebilirlik: Modüler tasarım, gelecekteki genişlemeye ve yeni özelliklerin entegrasyonuna olanak tanır.
2.2 Sistem Mimarisi
Sistem üç katmandan oluşur:
Uygulama Katmanı (AGV Taşıma): Fiziksel AGV operasyonları.
Hizmet Katmanı: Uygulama ve uygulama katmanları arasında köprü görevi görür, merkezi yönetim sistemi ve erişim sistemi dahil. AGV'lerle iletişim kurar, durum verilerini toplar ve görev ataması ve kontrol için API'ler sağlar.
Uygulama Katmanı: Üst katman, kullanıcılarla Unity3D tabanlı arayüz üzerinden doğrudan etkileşim kurar. Kullanıcılar istek gönderir ve sonuçlar arka uç işlemden sonra gösterilir.
2.3 Veritabanı Tasarımı
Anahtar veriler şunlardır:
Kullanıcı verileri: Temel bilgiler ve erişim izinleri.
Araç verileri: AGV durumu, şarj/deşarj günlükleri ve anormallik kayıtları.
Görev verileri: Görev detayları ve yürütme durumu.
Depo verileri: Düzen, raflar, istasyonlar, şarj noktaları vb., depo haritasını oluşturur.
Anahtar ilişkiler: kullanıcılar görev oluşturur, AGV'ler görevi yürütür, AGV'ler depo içinde çalışır ve kullanıcılar depoyu yönetir.
2.4 Ayrıntılı Sistem Tasarımı ve Uygulama
2.4.1 Temel Çerçeve Uygulaması
Yeni bir Unity3D projesi oluşturulur, 3D modelleri depo ortamını simüle etmek için içe aktarılır. Mantık C# ile uygulanır.
Kullanıcı Girişi:
Kullanıcılar, sistem erişimi sağlamak için kimlik doğrulaması yapmalı ve rol tabanlı izinleri almalıdır.
Depo Yönetimi Uygulaması:
Temel işlevsellik, depo modellemesi içerir, kullanıcıların konteyner düzenlerini, araç konumlarını ve raf dağılımlarını görüntülemesini ve düzenlemesini sağlar. Sistem, yolların ve istasyonların listelerini içerir, araç yönetimi şarj ve anormallik yönetimi kapsamındadır.
2.4.2 Harita Tasarım Yöntemi
Ortak robotik haritalama yöntemleri şunlardır:
Metrik Haritalar: Gerçek alanın 2D/3D yeniden inşası.
Doğrudan Gösterim: Kesitselleştirme olmadan ham sensör verilerini kullanır.
Izgara Haritaları: Alanı düzgün hücrelere böler, topolojik grafiklere kolayca dönüştürülebilir.
Topolojik Haritalar: Anahtar konumları düğümler olarak temsil eder, kenarlarla bağlantılıdır.
Koordinat Sistemleri:
Düzen Koordinatları: Unity'deki sanal arayüz konumları.
Model Koordinatları: Gerçek dünya (x, y, z) konumları. Düzen koordinatları otomatik olarak oluşturulduğundan, gerçekçi simülasyon için model koordinatları açıkça tanımlanmalıdır.
Nokta Tipleri ve İşlemler:
Noktalar, AGV konumlarını temsil eder (varsayılan: 0,0,0). Tipler şunlardır: normal, yükleme/boşaltma, giriş/çıkış, raf ve şarj noktaları. Normal noktalar, rafları barındıramaz veya AGV'lerin uzun süreli duruşunu izin vermez.
3. Sonuç
Akıllı lojistik ve IoT teknolojilerinin hızlı gelişmesiyle, depolar "manuel mekanizasyondan" "malzemeye doğru" otomatik operasyonlara geçiş yapıyor. Operatörler artık stokları gerçek zamanlı olarak izleyebilir, tarama doğruluğunu, dinamik depolamayı ve operasyonel verimliliği artırırken atıkları ve işçilik maliyetlerini azaltabilir.
Ancak, akıllı sistemlerin ölçeğinin büyümesi ve AGV filolarının artmasıyla, görev ataması ve filo kontrolündeki zorluklar devam etmektedir. Bu makale, AGV tabanlı bir pratik akıllı depo çizelgeleme sistemini sunar, depo yönetiminin geleneksel envanter takibinden gerçek zamanlı operasyon kontrolüne geçiş sağlar. Tam otomasyon teknolojileri kullanılarak, sistem otomatik olarak dışa ve içe operasyonları mümkün kılar, otomasyondan akıllı lojistik dönüşümünü hızlandırır.
