基于AGV的动力总成工厂智能物流系统的设计

基于AGV的动力总成工厂智能物流系统的设计

张贺安

（广东嘉腾机器人自动化有限公司广东佛山528000）

摘要：随着市场经济不断发展，各企业不断扩大生产销售规模，特别是最近几年电商兴起，电商企业和大型生产制造业物流管理成本明显增加。本文主要介绍基于AGV的工厂智能物流系统的设计目标，设计架构，以及设计流程。

关键词：智能物流；AGV；无线通讯；系统集成

引言：随着我国大力推进“中国制造2025”及智能制造的发展战略，各制造业企业不断提升拓展自身智能制造水平，加快转型升级，向信息经济模式不断迈进。物流管理一直以来是制造业企业提高生产效率、节约成本的一个重要环节，特别是对于动力总成制造业而言，其重要意义更是毋庸置疑。众多动力总成工厂对智能化的搬运设备需求越来越明显，如何利用自动化智能设备提高零部件在搬运过程中的效率，并节省物流成本成为其优先考虑的问题。其中AGV就是这样一种柔性化、智能化的设备系统，它有自动导引系统，可实现不在人工干预的情况下自动完成搬运装卸任务，在行业中的应用越来越广泛和深入。在信息时代的今天，华菱汽车对于智能物流设计规划和建设已经不再局限于单纯的AGV小车及其管理平台的使用，设计开发基于AGV的工厂智能物流系统，综合了自动识别技术、无线通讯技术、集成信息化技术和管理信息系统技术等，与工厂MES系统和WMS系统等实现信息共享，与生产线进行联动，做到真正意义上的综合性智能车间自动物流系统。

一、设计目标

华菱汽车现有动力总成工厂，设总仓库、二级库及三级库（车间线边保温库）等，物料由总仓库经过拆解出库分拣等过程送至二级库、三级库等，再送往总装线边，空料架再由AGV送回空箱区集中回收，设计目标如下：

（一）实现物流系统的可视化管理，满足生产线高效率生产要求，替代原有人工叉车机械式呼叫式物流运输，采用AGV技术将发动机装配配件按照点对点的路线，从物流二级、三级库自动送至总装相应工位线边物流配件区。

（二）全面采用RFID技术，料架配有电子标签，料架搭载物料进出库均通过RFID读写装置绑定对应物料信息，AGV也装配相应读写装置，经过扫描出入库，保证防错、记录过程、记录状态等功能；路线优化配置，送料到位后进行扫描对应工位电子标签以记录过程、状态、防错，并将空料架信息擦除送回空箱区回收。

（三）库位绑定无人化，依据“先进先出”原则、生产订单及采集的料架物流等信息，二级、三级库区按系统算法排列存放，引导或者指定对应摆放位置，通过库区上方视觉系统实现物料与库位绑定，同时实时监控库区状态等信息。

（四）与总装生产线进行联动，要做总装生产线系统与智能物流系统的连接，比如：总装HMI某工位系统发出缺料请求，自动物流系统接到命令后将优先或紧急给此工位进行配送等；物流配送的时间选择，自动判断生产线线边已经缺料或是料已经用完，而及时进行配送。

（五）与工厂MES和WMS等系统保持信息共享和数据库的交互，根据生产订单、生产节拍等情况调整智能物流配送，依据WMS系统查询库存情况等，保证配送区域二级库、三级库的物料充裕、生产顺畅。

二、设计架构

整个系统基于AGV系统，其主要分为系统层、控制层和执行层。这三个部分分别由AGV的上位计算机控制系统、车体控制系统、传感器模块、运动系统及RFID设备、电子标签和无线通讯模块等组成。

（一）库区管理流程

（1）智能物流AGV上层系统与WMS系统实时信息共享，掌握总仓库物料状态等信息，接受MES系统的生产订单、生产排产信息等，将物料从总仓库出库到二级、三级库。

（2）二级、三级库区按系统规则算法和实际情况进行库区规划和排列存放，引导或者指定对应摆放位置，通过上方设置视觉系统实时进行监控，将料架物料与当前库位进行绑定，同时实时监控库区状态等信息。

（3）料架配有电子标签，料架搭载物料进出库均通过RFID读写装置绑定对应物料信息,AGV也装配相应读写装置，经过扫描出入库，实时更新进行库位管理，并告知AGV系统，以便AGV能够按照先进先出原则出库零件，保证防错、记录过程、记录状态等功能。

（4）空箱回收区通过上方设置视觉系统实时进行监控，系统进行库位管理，当AGV扫描擦除空料架电子标签信息，叉起空料架回到空箱回收区域，根据库位管理系统，AGV系统提供空库位信息给AGV，AGV将空料架摆放在相应空库位中。

（二）AGV实物运作流程

智能物流AGV上层系统接受MES系统的生产订单、生产排产信息等，并与总装生产线进行联动，完成总装生产线系统与智能物流系统的连接，实时掌握生产线的运行状态、订单状态、生产节拍等数据，根据数据库特定算法，进行系统实时显示，物流作业位于最顶端的系统层是AGV的“大脑”，是AGV系统的指挥核心。那么它的主要组成部分是上位计算机控制软件系统、无线通讯模块、数据库等。该系统层主要给自动导引车下达命令，布置任务，接收自动导引车的信息反馈等。同时与工厂MES和WMS等系统保持信息共享和数据库的交互，根据生产订单、生产节拍等情况调整智能物流配送，了解掌握WMS系统库存情况等。位于中间的控制层是AGV接受位于顶端的系统层下达的有关命令或分发的任务信息。它将各种指令发送给其他模块，也将各个模块采集到的信息通过无线局域网络反馈给上层控制中心的中间环节；同时，还是AGV进行自检和在运行中对妨碍物判断和信息上传的“中心枢纽”。控制层由安装在AGV车体上的控制系统和无线通讯模块等组成。位于最底层的执行层是AGV不同的执行机构，包括采集轨道信息的红外传感器、采集车轮速度的电子码盘、采集信息的RFID读写头等，它们将收集到的信息传达给上层结构系统。在实际工业生产中还包括其他的层次模块，如充电等辅助系统。

结语：

经济是发展的重中之重，我国自改革开发以来就确立了以经济发展为中心的基本国策。随着我国市场经济和工商业的不断发展，市场竞争越发激烈，各企业都在争相提高生产工作效率，企业生产管理的方式方法也需要寻找新的突破，从目前发展来看，企业生产与营销的信息化能够大大提高企业整体效率。如今企业迅速发展、规模日益扩大、业务量剧增、库存量加大、特别是最近几年势如破竹的电商一路高歌猛进，传统的物流方式己不能再满足企业发展的需求，必须结合信息化技术来管理仓储，提高劳动生产率、合理分配资源、降低人工成本，才能提高企业整体运作效率，更好服务顾客，为企业增加收益,华菱汽车通过基于AGV系统的综合性智能物流系统设计规划，实现了工厂信息化各系统之间的信息互动分享和无缝自动对接，将使得整个工厂体系的物料信息上下贯通，实现企业生产物流和信息流的统一，提高物流配送的准确性、时效性和有效性，提高生产效率，打破并改变原有物流系统中人为操作繁琐无序的规程，降低人工成本，强化物流的合理性和目的性，将在实现企业的精益化智能化生产和节约成本的同时，提升企业智能制造水平，加速促进企业转型升级。

参考文献：

[1]王标,张西巍.基于AGV的动力总成工厂智能物流系统的设计[J].自动化应用,2017(11):143-144+152.

[2]欧晨曦.基于多AGV的智能仓储管理系统设计与实现[D].浙江大学,2018.