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Application and scenario analysis of AGV scheduling system in railway production system

Release time:2022-01-07
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       根据上海铁路通信有限公司对AGV的使用经验,其早期主要使用的单机AGV小车并无调度系统,单独一个AGV小车的工作场景并不复杂。然而,铁路行业流水线上的产品种类较多,以上海铁路通信有限公司为例,每个产品单批次内的数量相对较少,各产品的最基本单元是PCB(印制电路板)单盘,公司各生产车间分别位于不同的楼层。由于车间面积有限,每一车间只能完成有限的生产工序,中间产品不得不在各车间之间多次流转,复杂的流转路径导致占用人工过多,影响整体生产节拍。单机AGV小车虽能在一定程度上降低工人劳动强度、局部解决物流流转运输自动化水平,但并不能从整体上有效解决多线路、多车次、跨楼层之间的物料流转。由此看来,增设AGV调度系统非常有必要,它可以使多台AGV小车按一定规律有序运行,达到提高线路利用率和物流效率的目的。此外,铁路行业正在大力推进智能制造,智能制造水平的提升离不开AGV智能物流的支撑,单机AGV小车的物流体系并不能很好满足或者支撑铁路行业智能制造的需求,其不能快速有效地和WMS(仓储管理系统)、MES(企业管理系统)等信息化系统对接。而增加AGV调度系统能够解决对接难题,实实在在解决铁路生产环节遇到的物流瓶颈问题,且实施灵活、成本低、收益回报率高。

AGV要素与场景分析
 

       由于铁路行业生产单位存在产品门类众多、产品尺寸差异较大的特点,并考虑到多层车间需要进行跨层运输的应用场景,根据前期开发的经验,对常见的调度系统中的关键要素(AGV车型、停车点、充电点)以及设计场景进行如下分析:AGV车型铁路行业生产的产品门类庞杂,生产场地和工位比较难统一,在AGV小车的选择上,背负式的小巧车型更为合适,有利于在复杂的环境下进行物流运输。停靠点设计AGV小车的停靠位置,必须尽可能缩短从停车点到工位的走行时间,布局上要综合考虑工作点的位置,路径力求最短,避免路径堵塞导致小车无法及时出库。此外,停靠点的数量不能小于AGV小车的数量,设计时要采用并行路线,尽量避免将多辆小车设置在同一路径上。充电点在设计AGV小车的充电位置时,应当考虑安全性,要有一定的防护区域。鉴于车间智能化改造前期,人员活动比较频繁,物流小车的充电区域要有明显防护标识,充电点设置时要考虑人员安全通道和防护范围,避免对员工造成意外伤害。同时,充电点设置尽量靠墙,避开门口等人员出入频繁的地方。跨楼层运输场景在生产车间为多层的情况下,需要考虑出入电梯的应用场景。可以将电梯作为一个地图转换点,调度系统与电梯通信模块通信,根据电梯所给出的楼层信息灵活转换地图,运单号可分段创建,如运输起点到楼梯轿厢、楼梯轿厢到运输终点等

       上下货站点上下货站点应充分考虑流水线的布局,原则上应与流水线产品的流转流程保持一致。因此,流水线的布局应充分考虑物流安全通道,在产线布局时提前做好规划,预留相应的出入口和物流通道。另外,由于上下货需要AGV小车做相应任务,对于节拍相对固定的工作站点而言,可以通过时间间隔设置来作为触发下一个动作或任务的条件,实现难度相对较小。然而,铁路行业产品比较多,人工介入也较多,各工作站点的节拍并不统一,每种产品在各工位的驻留时间不一致。在这种场景下,AGV小车需要增加额外开关量来触发下一任务。图2以上海铁路通信有限公司内部工艺流程为例设置站点,如果为全自动化车间,各工位节拍固定,则站点布置建议采用时间触发;如为半自动化车间,上下料需要人工干预,建议采用开关量触发任务的设计方式,这种设计较为通用。

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