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如何实现智能阿勒泰仓储设备的合理调度?

来源:http://alt.xjhjmy.com/news817724.html时间:2022-6-2 17:55:00

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一、概述



在无人自动化仓储领域,有各种设备需求接驳的状况。所面对的挑战是设备品种许多,两种设备间的接驳方式有差异,导致要完结每种设备接驳逻辑的时分,都要考虑其他 N 种设备的状况,非常杂乱。并且单个接驳进程要保证安全。当呈现大量需求接驳使命的时分,要保证高效。本文首要分析了几种接驳场景,然后以柔性设备和刚性设备接驳为例,抽象出一种通用的接驳逻辑(或协议)。

这种办法很好的做到设备操控逻辑与接驳逻辑的解耦,当呈现新的接驳场景,只需求完结这个场景下的接驳逻辑即可,不必变化设备操控逻辑。旷视河图根据这套协议,很好的完结了一些重大项目,可以一同调度多种设备的接驳,并抵达很好的作用。并且这个通用的接驳逻辑已经有杰出的接口界说,只需将接口完结即可完结功能。最后评论了更杂乱场景——机械臂工作站码垛/拆垛状况,这套通用逻辑是可以很好的满意实际需求的。




本文内容触及到较多职业专有名词,提早了解含义,便利大家阅览



二、职业名词解释



AGV:Automated Guided Vehicle,自动导引车,是一类轮式移动机器人,沿着地板上的磁条、标记块,或者通过视觉导航或激光导航进行运动
拣选:仓储配送中心的配货人员按订单要求的产品名,规格,类型,数量,将产品从存储的阿勒泰货架或货垛中取出
分拣:拣选作业完结后,将拣选出的产品依照不同的客户,不同的配送道路进行分类,会集,等候装车配载,送货作业的流程
运力组:用于完结特定使命的一组运力资源的集合
移库:因为事务需求,将仓内物料移动至同一逻辑区下的另一个方位
容器:用于寄存产品的用具,常见容器包括料箱、中转箱、托盘等
PS: Pallet Shuttle,一种转移托盘的 AGV
CTU:Cargo Transport Unit,一种可一同转移多个料箱的 AGV
Chute 口:用于寄存同一订单或同一目的地对应产品的格口
叠托:当托盘被捡空后,将多个托盘叠在一同,便于收回及存储


三、场景举例



在无人自动化仓储领域,由多设备协同来完结一次转移是比较普遍的状况。下面举一些例子:

CTU 小车将料箱传给箱线,或从箱线上收取料箱;
AGV 小车将托盘传给托盘线,或从托盘线接纳托盘;
AGV 小车将托盘传给提升机,或从提升机接纳托盘;
AGV 小车乘坐提升机,去其他的楼层;
机械臂从箱线抓取料箱,将料箱码放在 AGV 小车顶举的托盘上。


以上例子都触及两个或多个设备之间交互协同的状况,需求进行精准高效的操控,操控不好会造成安全事端,或卡死阻塞后续流程的状况,引发严重后果。



四、设备协同



接驳站点是两个设备产生容器交代的方位,人工工作站也是一个接驳站点,是设备和人做交代的站点。接驳站点首要需求一个方位,接驳的设备都可以抵达这个方位,不是任何方位都可以做接驳的。其次,需求一套接驳流程,哪个设备先操作,怎么交代等。

在当前设备多样性的状况下,接驳的流程就比较杂乱了,需求设备之间的合作。例如A类设备与B类设备之间接驳,可以用一套流程,A类设备与C类设备之间接驳,假如界说一套新流程,那么A类设备的逻辑就会非常杂乱了。

特别是现代自动化加工,自动化仓储领域,对柔性设备的运用大大增加,柔性设备具有更好的鲁棒性和自适应性,是世界上最先进的自动化应用技术,可以有用的提升生产率。

柔性设备可以很便利的增加削减,一同柔性设备品种也很丰厚,因而在接驳时,需求界说一套通用的接驳逻辑,一切的设备都遵从该协议,只需求完结自己的逻辑,就能完结容器的顺畅交代了。

从接驳站点的视点看,是一套规矩,规矩接驳的设备能不能来,能不能操作容器。这套规矩要可以适用大多数场景。

值得注意的是,不能完全依赖设备勘探的状况,可能会出事端。例如托盘线跟AGV 小车接驳,当 AGV 顶起托盘,托盘线就检测不到了,这时分假如后续托盘向前跟进,AGV 又没有及时脱离,就会产生磕碰。

一次接驳进程可以分为:接驳前,接驳中,接驳后,三个阶段,下面别离评论。

4.1 接驳前


关于柔性设备接驳给刚性设备,例如 AGV 小车将托盘,接驳给托盘线,是一个典型的场景。

要去接驳的 AGV 小车,从各自的方位动身,去同一个点送托盘,因为有路途的远近,以及路上的不确定性,就需求操控谁先谁后,这是一个部分的群体决策问题,并且需求有动态的调整。假如决定某个 AGV 小车可以先去接驳,那么其余的小车要怎么处理,既要可以快速的衔接,又不要占住要害道路资源。


关于刚性设备接驳给柔性设备,例如托盘线接驳给 AGV 小车。

接驳前,需求 AGV 小车在接驳点邻近待命,这样在托盘即将抵达接驳点时,小车也可以快速的抵达接驳点。




4.2 接驳中


接驳中,接驳的设备都抵达指定方位,开端接驳,一般有两种接驳方式:



两个设备一同动作,例如翻滚传输。为了保证鲁棒性,要求接纳方比发送方要提早一点,防止发送方开端翻滚,把货品卡住;
一个设备先放下容器,另一个设备再取走容器。要求一个设备在操作时,另一个设备要保持停止。


不管哪种状况,都要求对设备的精准操控,不然就会产生危险的事情。

4.3 接驳后


关于 AGV 小车接驳给托盘线的状况,接驳后,小车要敏捷脱离,防止阻碍其他的小车过来接驳。



五、通用接驳逻辑



从接驳站点的视角考虑,关于每一个过来接驳的设备,相当于该设备与站点新疆阿勒泰仓储设备的交互,类似于一套协议,不管什么设备,只需恪守接驳协议,就能顺畅的接驳,而不必关心对方是什么设备。


这是对接驳站点的一次抽象和实例化的进程,接驳设备面向的是抽象的站点,而不同的站点,要有自己的实例化,操控接驳进程中的状况变化。

旷视河图在详细项目的实际应用中,逐步提炼出这套接驳协议,一方面满意项目杂乱接驳场景的需求,另一方面具有很好的通用性和可扩展性,可以扩展为各种设备的接驳,并且具有很好的安全性和鲁棒性。下面详细论述。

5.1 接驳协议
一切跟接驳站点交互的设备,都要遵从如下接口协议,详细的站点则要完结详细的逻辑。

恳求抵达 AskForArrival
AGV 小车在去站点之前调用,因为是群体决策,接口参数要包括此刻一切要去该站点的 AGV 小车,接口要返回这些小车过去的次序。关于可以去站点的小车,要导航去站点,不能去的小车有两种挑选,优先看是否可以在等候区等候(等候区参阅后续章节),其次即可以在原地等候。

群体决策进程一般选用间隔优先战略,防止堵住去站点的通路。间隔优先意味着可以抢占,假如忽然呈现一个间隔站点近使命,则间隔远的使命会被改变方针方位,去行列或等候。除了间隔优先,还可以有其他战略,例如要求货品的出库次序,是一种特殊需求,但功率可能要打折扣。

因为刚性设备在建设时就已经在那里了,所以不需求调用 AskForArrival 接口。

已抵达 Arrived
AGV 小车在抵达接驳点之后调用,告诉站点已经就位。这个告诉会触发接驳对方的设备,继续后续的过程。同上,刚性设备也不需求调用 Arrived 接口。

恳求操作容器 AskForOperate
AGV 小车(或刚性设备)在操作容器之前调用,恳求是否可以操作待接驳的容器,接口要返回 true|false 。

完结操作 FinishOperate
AGV 小车(或刚性设备)在操作容器之后调用,标明已完结对容器的发送(或接纳)。

已脱离 Release
AGV 小车在脱离接驳点之后调用,告诉站点可以进行后续的其他接驳使命。关于刚性设备,当容器脱新疆仓储设备离接驳点时,也需求调用 Release ,表明接驳点已空,可以进行后续的接驳。


5.2 功率考量
以上各步虽然可以顺畅完结接驳,然而考虑到大规模高效作业的状况下,还需求其他方面的辅助。

高优分配运力
当托盘线或提升机跟 AGV 小车接驳的时分,需求高优分配运力,敏捷分配小车将托盘移走,不然该托盘会阻塞后续的托盘,从而拖慢体系的功率。



提早预备运力
当托盘线或提升机跟 AGV 小车接驳的时分,需求提早在接驳点邻近预备运力,以削减小车的空驶间隔,提早预备运力的时机比较要害,假如过早,则造成运力的搁置浪费。一般要预测托盘预计抵达接驳点的时刻,假如小于某个阈值,既可以开端预备运力。



送货后及时脱离
去接驳点送货的 AGV 小车,在接驳完结后,要及时脱离,一般是回到邻近的歇息区,当然去歇息区的使命是可以中止的,假如有其他使命直接去执行其他使命。



接驳点挑选
当一次转移使命,有多个接驳点可用挑选的时分(例如跨层转移,可以挑选多个提升机),需求一个接驳点挑选战略,一般选用接纳方设备的忙闲度优先战略。



旷视河图在完结通用接驳协议的一同,调配以上各战略,在功率要求严苛的项目中,也取得很好的作用,说明通用接驳协议可以跟各种算法优化战略结合,具有很好的灵敏定制能力。以上各优化点触及到调度体系的其他方面,详细不在本文的评论领域。



六、机械臂工作站



机械臂工作站是比较特殊的存在,一般机械臂的工作是拣选,或容器组合(码托,拆托),因而这种事务场景是环绕机械臂打造的一片工作区域。以码托为例,机械臂将许多原箱,依照一定的垛形,码在托盘上组成一个垛,这就需求机械臂将原箱从一个当地搬到另一个当地,搬出的方位称为来历位,放置的方位称为方针位。

机械臂码垛速度很快,预备原箱和托盘的速度赶不上码垛的速度,因而有时需求多个来历位和方针位。一般做法是环绕机械臂,规划若干站点,或是来历位,或是方针位,根据详细状况而定。AGV 小车在跟机械臂接驳时,相同要恪守站点的接驳协议,机械臂一同与若干设备接驳,需求更杂乱的状况操控。

首要,机械臂需求知道每个来历位或方针位的状况,来历位是否有箱,方针位是否有托盘。其次,每个方位的状况变化需求告诉机械臂做相应的操作。

来历位的箱子,在送到站点之前,调用 AskForOperate,保证机械臂可以承受来新的箱子;
来历位的箱子,在站点停稳后,调用 FinishOperate,告诉机械臂来了一个新箱子;
AGV 小车在去方针位之前,调用 AskForArrival,恳求是否可以去方针位;
AGV 小车在方针位停稳后,调用 Arrived,假如不需求降下托盘支架的话,就会触发码垛了。假如需求降下托盘支架,则要调用 AskForOperate和 FinishOperate,告诉机械臂,方针位托盘支架已预备完结;
AGV 小车在脱离方针位后,调用 Release,告诉机械臂方针位已空。


机械臂工作站是一切接驳场景新疆仓储设备中最杂乱的,旷视河图在通用接驳协议的框架下,进行少量定制化改造,可以满意详细项目场景的需求,后续还要扩展协议,做出包括机械臂的通用接驳协议。




七、地图布局



设备接驳是一个体系工程,需求各个方面合作一同运用,才能抵达最好作用。地图规划也是旷视河图提供的解决方案的一部分,通用接驳逻辑,再合作地图优化,可以抵达更好的作用。下面介绍一些地图布局上的优化方案。

7.1 行列
在接驳站点之前规划行列,可以让 AGV 小车可以有秩序的进新疆仓储设备入站点,可以有用的防止在站点前拥堵。



假如站点只要一个出入口,可以规划分离行列(也叫等候位)。


7.2 歇息位
关于AGV小车接货的场景,应在站点前规划几个歇息位,让歇息位的AGV小车可以及时来站点接货。


7.3机械臂
典型的机械臂码垛场景,一个来历位,4个方针位。在一个机械臂一同码多种箱型,且一个托盘上只要一种箱型的状况下,需求产生换托,因而方针位站点需求有一个行列。

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