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            如何實現智能新疆倉儲設備的合理調度?

            來源:http://www.fengarilondon.com/news817724.html時間:2022-6-2 17:55:00

            一、概述



            在無人自動化倉儲領域,有各種設備需求接駁的狀況。所面對的挑戰是設備品種許多,兩種設備間的接駁方式有差異,導致要完結每種設備接駁邏輯的時分,都要考慮其他 N 種設備的狀況,非常雜亂。并且單個接駁進程要保證安全。當呈現大量需求接駁使命的時分,要保證高效。本文首要分析了幾種接駁場景,然后以柔性設備和剛性設備接駁為例,抽象出一種通用的接駁邏輯(或協議)。

            這種辦法很好的做到設備操控邏輯與接駁邏輯的解耦,當呈現新的接駁場景,只需求完結這個場景下的接駁邏輯即可,不必變化設備操控邏輯。曠視河圖根據這套協議,很好的完結了一些重大項目,可以一同調度多種設備的接駁,并抵達很好的作用。并且這個通用的接駁邏輯已經有杰出的接口界說,只需將接口完結即可完結功能。最后評論了更雜亂場景——機械臂工作站碼垛/拆垛狀況,這套通用邏輯是可以很好的滿意實際需求的。




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            二、職業名詞解釋



            AGV:Automated Guided Vehicle,自動導引車,是一類輪式移動機器人,沿著地板上的磁條、標記塊,或者通過視覺導航或激光導航進行運動
            揀選:倉儲配送中心的配貨人員按訂單要求的產品名,規格,類型,數量,將產品從存儲的貨架或貨垛中取出
            分揀:揀選作業完結后,將揀選出的產品依照不同的客戶,不同的配送道路進行分類,會集,等候裝車配載,送貨作業的流程
            運力組:用于完結特定使命的一組運力資源的集合
            移庫:因為事務需求,將倉內物料移動至同一邏輯區下的另一個方位
            容器:用于寄存產品的用具,常見容器包括料箱、中轉箱、托盤等
            PS: Pallet Shuttle,一種轉移托盤的 AGV
            CTU:Cargo Transport Unit,一種可一同轉移多個料箱的 AGV
            Chute 口:用于寄存同一訂單或同一目的地對應產品的格口
            疊托:當托盤被撿空后,將多個托盤疊在一同,便于收回及存儲


            三、場景舉例



            在無人自動化倉儲領域,由多設備協同來完結一次轉移是比較普遍的狀況。下面舉一些例子:

            CTU 小車將料箱傳給箱線,或從箱線上收取料箱;
            AGV 小車將托盤傳給托盤線,或從托盤線接納托盤;
            AGV 小車將托盤傳給提升機,或從提升機接納托盤;
            AGV 小車乘坐提升機,去其他的樓層;
            機械臂從箱線抓取料箱,將料箱碼放在 AGV 小車頂舉的托盤上。


            以上例子都觸及兩個或多個設備之間交互協同的狀況,需求進行精準高效的操控,操控不好會造成安全事端,或卡死阻塞后續流程的狀況,引發嚴重后果。



            四、設備協同



            接駁站點是兩個設備產生容器交代的方位,人工工作站也是一個接駁站點,是設備和人做交代的站點。接駁站點首要需求一個方位,接駁的設備都可以抵達這個方位,不是任何方位都可以做接駁的。其次,需求一套接駁流程,哪個設備先操作,怎么交代等。

            在當前設備多樣性的狀況下,接駁的流程就比較雜亂了,需求設備之間的合作。例如A類設備與B類設備之間接駁,可以用一套流程,A類設備與C類設備之間接駁,假如界說一套新流程,那么A類設備的邏輯就會非常雜亂了。

            特別是現代自動化加工,自動化倉儲領域,對柔性設備的運用大大增加,柔性設備具有更好的魯棒性和自適應性,是世界上最先進的自動化應用技術,可以有用的提升生產率。

            柔性設備可以很便利的增加削減,一同柔性設備品種也很豐厚,因而在接駁時,需求界說一套通用的接駁邏輯,一切的設備都遵從該協議,只需求完結自己的邏輯,就能完結容器的順暢交代了。

            從接駁站點的視點看,是一套規矩,規矩接駁的設備能不能來,能不能操作容器。這套規矩要可以適用大多數場景。

            值得注意的是,不能完全依賴設備勘探的狀況,可能會出事端。例如托盤線跟AGV 小車接駁,當 AGV 頂起托盤,托盤線就檢測不到了,這時分假如后續托盤向前跟進,AGV 又沒有及時脫離,就會產生磕碰。

            一次接駁進程可以分為:接駁前,接駁中,接駁后,三個階段,下面別離評論。

            4.1 接駁前


            關于柔性設備接駁給剛性設備,例如 AGV 小車將托盤,接駁給托盤線,是一個典型的場景。

            要去接駁的 AGV 小車,從各自的方位動身,去同一個點送托盤,因為有路途的遠近,以及路上的不確定性,就需求操控誰先誰后,這是一個部分的群體決策問題,并且需求有動態的調整。假如決定某個 AGV 小車可以先去接駁,那么其余的小車要怎么處理,既要可以快速的銜接,又不要占住要害道路資源。


            關于剛性設備接駁給柔性設備,例如托盤線接駁給 AGV 小車。

            接駁前,需求 AGV 小車在接駁點鄰近待命,這樣在托盤即將抵達接駁點時,小車也可以快速的抵達接駁點。




            4.2 接駁中


            接駁中,接駁的設備都抵達指定方位,開端接駁,一般有兩種接駁方式:



            兩個設備一同動作,例如翻滾傳輸。為了保證魯棒性,要求接納方比發送方要提早一點,防止發送方開端翻滾,把貨品卡;
            一個設備先放下容器,另一個設備再取走容器。要求一個設備在操作時,另一個設備要保持停止。


            不管哪種狀況,都要求對設備的精準操控,不然就會產生危險的事情。

            4.3 接駁后


            關于 AGV 小車接駁給托盤線的狀況,接駁后,小車要敏捷脫離,防止阻礙其他的小車過來接駁。



            五、通用接駁邏輯



            從接駁站點的視角考慮,關于每一個過來接駁的設備,相當于該設備與站點新疆倉儲設備的交互,類似于一套協議,不管什么設備,只需恪守接駁協議,就能順暢的接駁,而不必關心對方是什么設備。


            這是對接駁站點的一次抽象和實例化的進程,接駁設備面向的是抽象的站點,而不同的站點,要有自己的實例化,操控接駁進程中的狀況變化。

            曠視河圖在詳細項目的實際應用中,逐步提煉出這套接駁協議,一方面滿意項目雜亂接駁場景的需求,另一方面具有很好的通用性和可擴展性,可以擴展為各種設備的接駁,并且具有很好的安全性和魯棒性。下面詳細論述。

            5.1 接駁協議
            一切跟接駁站點交互的設備,都要遵從如下接口協議,詳細的站點則要完結詳細的邏輯。

            懇求抵達 AskForArrival
            AGV 小車在去站點之前調用,因為是群體決策,接口參數要包括此刻一切要去該站點的 AGV 小車,接口要返回這些小車過去的次序。關于可以去站點的小車,要導航去站點,不能去的小車有兩種挑選,優先看是否可以在等候區等候(等候區參閱后續章節),其次即可以在原地等候。

            群體決策進程一般選用間隔優先戰略,防止堵住去站點的通路。間隔優先意味著可以搶占,假如忽然呈現一個間隔站點近使命,則間隔遠的使命會被改變方針方位,去行列或等候。除了間隔優先,還可以有其他戰略,例如要求貨品的出庫次序,是一種特殊需求,但功率可能要打折扣。

            因為剛性設備在建設時就已經在那里了,所以不需求調用 AskForArrival 接口。

            已抵達 Arrived
            AGV 小車在抵達接駁點之后調用,告訴站點已經就位。這個告訴會觸發接駁對方的設備,繼續后續的過程。同上,剛性設備也不需求調用 Arrived 接口。

            懇求操作容器 AskForOperate
            AGV 小車(或剛性設備)在操作容器之前調用,懇求是否可以操作待接駁的容器,接口要返回 true|false 。

            完結操作 FinishOperate
            AGV 小車(或剛性設備)在操作容器之后調用,標明已完結對容器的發送(或接納)。

            已脫離 Release
            AGV 小車在脫離接駁點之后調用,告訴站點可以進行后續的其他接駁使命。關于剛性設備,當容器脫新疆倉儲設備離接駁點時,也需求調用 Release ,表明接駁點已空,可以進行后續的接駁。


            5.2 功率考量
            以上各步雖然可以順暢完結接駁,然而考慮到大規模高效作業的狀況下,還需求其他方面的輔助。

            高優分配運力
            當托盤線或提升機跟 AGV 小車接駁的時分,需求高優分配運力,敏捷分配小車將托盤移走,不然該托盤會阻塞后續的托盤,從而拖慢體系的功率。



            提早預備運力
            當托盤線或提升機跟 AGV 小車接駁的時分,需求提早在接駁點鄰近預備運力,以削減小車的空駛間隔,提早預備運力的時機比較要害,假如過早,則造成運力的擱置浪費。一般要預測托盤預計抵達接駁點的時刻,假如小于某個閾值,既可以開端預備運力。



            送貨后及時脫離
            去接駁點送貨的 AGV 小車,在接駁完結后,要及時脫離,一般是回到鄰近的歇息區,當然去歇息區的使命是可以中止的,假如有其他使命直接去執行其他使命。



            接駁點挑選
            當一次轉移使命,有多個接駁點可用挑選的時分(例如跨層轉移,可以挑選多個提升機),需求一個接駁點挑選戰略,一般選用接納方設備的忙閑度優先戰略。



            曠視河圖在完結通用接駁協議的一同,調配以上各戰略,在功率要求嚴苛的項目中,也取得很好的作用,說明通用接駁協議可以跟各種算法優化戰略結合,具有很好的靈敏定制能力。以上各優化點觸及到調度體系的其他方面,詳細不在本文的評論領域。



            六、機械臂工作站



            機械臂工作站是比較特殊的存在,一般機械臂的工作是揀選,或容器組合(碼托,拆托),因而這種事務場景是環繞機械臂打造的一片工作區域。以碼托為例,機械臂將許多原箱,依照一定的垛形,碼在托盤上組成一個垛,這就需求機械臂將原箱從一個當地搬到另一個當地,搬出的方位稱為來歷位,放置的方位稱為方針位。

            機械臂碼垛速度很快,預備原箱和托盤的速度趕不上碼垛的速度,因而有時需求多個來歷位和方針位。一般做法是環繞機械臂,規劃若干站點,或是來歷位,或是方針位,根據詳細狀況而定。AGV 小車在跟機械臂接駁時,相同要恪守站點的接駁協議,機械臂一同與若干設備接駁,需求更雜亂的狀況操控。

            首要,機械臂需求知道每個來歷位或方針位的狀況,來歷位是否有箱,方針位是否有托盤。其次,每個方位的狀況變化需求告訴機械臂做相應的操作。

            來歷位的箱子,在送到站點之前,調用 AskForOperate,保證機械臂可以承受來新的箱子;
            來歷位的箱子,在站點停穩后,調用 FinishOperate,告訴機械臂來了一個新箱子;
            AGV 小車在去方針位之前,調用 AskForArrival,懇求是否可以去方針位;
            AGV 小車在方針位停穩后,調用 Arrived,假如不需求降下托盤支架的話,就會觸發碼垛了。假如需求降下托盤支架,則要調用 AskForOperate和 FinishOperate,告訴機械臂,方針位托盤支架已預備完結;
            AGV 小車在脫離方針位后,調用 Release,告訴機械臂方針位已空。


            機械臂工作站是一切接駁場景新疆倉儲設備中最雜亂的,曠視河圖在通用接駁協議的框架下,進行少量定制化改造,可以滿意詳細項目場景的需求,后續還要擴展協議,做出包括機械臂的通用接駁協議。




            七、地圖布局



            設備接駁是一個體系工程,需求各個方面合作一同運用,才能抵達最好作用。地圖規劃也是曠視河圖提供的解決方案的一部分,通用接駁邏輯,再合作地圖優化,可以抵達更好的作用。下面介紹一些地圖布局上的優化方案。

            7.1 行列
            在接駁站點之前規劃行列,可以讓 AGV 小車可以有秩序的進新疆倉儲設備入站點,可以有用的防止在站點前擁堵。



            假如站點只要一個出入口,可以規劃分離行列(也叫等候位)。


            7.2 歇息位
            關于AGV小車接貨的場景,應在站點前規劃幾個歇息位,讓歇息位的AGV小車可以及時來站點接貨。


            7.3機械臂
            典型的機械臂碼垛場景,一個來歷位,4個方針位。在一個機械臂一同碼多種箱型,且一個托盤上只要一種箱型的狀況下,需求產生換托,因而方針位站點需求有一個行列。

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