Mūsdienu viedajā ražošanā un elastīgās ražošanas sistēmās AGV (Automated Guided Vehicles) ir kļuvuši par standarta intraloģistikas darbību sastāvdaļu. Daudzās rūpnīcās tie vairs nav izvēles jauninājumi, bet gan materiālu transportēšanas pamatinfrastruktūra.
Tomēr pēc ieviešanas daudzi uzņēmumi saskaras ar praktisku problēmu: lai gan tiek ieviesti AGV, kopējā efektivitāte ne vienmēr uzlabojas, kā gaidīts. Pīķa stundās joprojām var rasties sastrēgumi, gaidīšana un pat īslaicīgi strupceļi, kas ietekmē ražošanas ritmu.
Galvenais iemesls ir pāreja no viena{0}}transportlīdzekļa darbības uz vairāku{1} transportlīdzekļu koordināciju. Izaicinājums vairs nav "kā viens transportlīdzeklis iet pa īsāko ceļu", bet gan tas, kā vairāki transportlīdzekļi efektīvi darbojas kopīgā telpā, netraucējot viens otram.
1. Kā rodas problēmas vairāku-AGV sistēmās
Agrīnās-posma lietojumprogrammās AGV galvenokārt tiek izmantotas vienkāršai transportēšanai no punkta-līdz{2}}punktam, piemēram, piegādei no noliktavas-uz-līniju. Maršruti ir fiksēti, un sistēmas sarežģītība ir zema.
Palielinoties ražošanas ātrumam un augot SKU daudzveidībai, vairāki AGV sāk darboties apgabalos, kas pārklājas, un pakāpeniski parādās tipiskas problēmas:
Sastrēgumi krustojumā, ko izraisa vairāki transportlīdzekļi, kas sacenšas par vienu un to pašu mezglu
Dodieties-uz strupceļiem šaurās joslās
Nelīdzsvarota maršruta izmantošana, kad daži ceļi ir pārslogoti, bet citi netiek izmantoti
Šīs problēmas bieži tiek uzskatītas par plānošanas problēmām, bet būtībā tās rodas no nepietiekamas globālās ceļu koordinācijas un nepilnīgiem satiksmes noteikumiem.
2. Ceļa optimizācija: daudzslāņu pieeja ir praktiskāka
Reālos industriālajos projektos, sākot ar pārāk sarežģītiem algoritmiem, bieži rodas slikta praktiskums. Efektīvāka pieeja ir ieviest ceļa optimizāciju slāņos, sākot no statiskās plānošanas līdz dinamiskai pielāgošanai.
Pirmais slānis ir statiskā kartes modelēšana un maršruta plānošana. Rūpnīca ir abstrahēta grafika struktūrā, kur darbstacijas, buferi un uzlādes stacijas kļūst par mezgliem, bet joslas kļūst par malām. Bieža-uzdevumiem, piemēram, materiālu padevei vai palešu atgriešanai, var sagatavot vairākus iepriekš definētus maršrutus ar prioritātēm. Šajā posmā pietiek ar tādiem algoritmiem kā A* vai Dijkstra. Galvenais nav algoritma sarežģītība, bet gan tas, vai galvenie maršruti ir labi izstrādāti.
Otrais slānis ievieš dinamisku ceļa pielāgošanu. Tā kā rūpnīcas vide pastāvīgi mainās, plānojot ceļu, jāņem vērā laiks. Kad sistēma konstatē, ka segments, visticamāk, drīzumā būs aizņemts, var tikt aktivizēta vietējā maršruta maiņa, lai izvairītos no sastrēgumiem.
Sastrēgumu zonām, kuras nevar apiet, ir nepieciešams ceļa rezervēšanas mehānisms, ko bieži dēvē par laika logiem vai ceļa bloķēšanu. Vienkāršiem vārdiem sakot, tikai vienam AGV ir atļauts šķērsot kritisko posmu noteiktā laika posmā, bet citiem ir jāgaida.
Praktiskajās realizācijās sistēmas veiktspēju nosaka ne tikai algoritmi, bet arī izpildes kvalitāte aparatūras līmenī. Piemēram, integrētas AGV piedziņas sistēmas, piemēram, tās, kuras nodrošinaPlutools (布路托)koncentrējieties uz izpildes{0}}slāņa veiktspēju, tostarp vienmērīgu paātrinājumu un palēninājumu, precīzu zema-ātruma kontroli un stabilu slodzes apstrādi. Šie faktori būtiski ietekmē vispārējo koordināciju augsta-blīvuma-transportlīdzekļu vidēs.
Konfliktu risināšana ir efektīvāka, ja tiek klasificēta, nevis apvienota:
Mezglu konflikti tiek atrisināti, izmantojot prioritātes noteikumus
Galvenie{0}}konflikti tiek risināti, izmantojot zonas okupācijas loģiku
Sekojošie konflikti tiek pārvaldīti, izmantojot atstarpes kontroli un dinamisku ātruma regulēšanu
3. Satiksmes vadība bieži vien ir svarīgāka par algoritmiem
Daudzos projektos ceļu algoritmiem tiek veltītas ievērojamas pūles, tomēr pēc izvietošanas joprojām rodas sastrēgumi. Galvenais iemesls bieži vien ir nepilnīgs satiksmes noteikumu projekts.
Praktiskā pieredze liecina, ka rūpnīcas sadalīšana funkcionālajās zonās ir būtiska. Izejvielu zonu, pārstrādes zonu un gatavo preču zonu atdalīšana palīdz regulēt transportlīdzekļu plūsmu un novērš vietējos sastrēgumus. Augsta-blīvuma izkārtojumos vienvirziena cilpas izkārtojums bieži ir stabilāks, jo tas dabiski samazina konfliktu skaitu.
Galvenajos krustojumos vai šaurās ejās ir nepieciešami skaidri satiksmes noteikumi, piemēram:
Vienlaicīgi atļauts tikai viens virziens
Galvenajiem koridoriem ir prioritāte pār sekundārajām joslām
Ārkārtas uzdevumi var ignorēt parastos noteikumus
Būtiskas ir arī bufera un gaidīšanas zonas. Ja nav pietiekamas buferizācijas vietas, lokāli sastrēgumi var ātri izplatīties. Pareizi izvietotas turēšanas zonas ļauj savlaicīgi pārdalīt transportlīdzekļus.
No inženierijas viedokļa svarīga loma ir arī izpildes aparatūrai. Vairāku transportlīdzekļu sistēmās var pastiprināties piedziņas riteņu veiktspējas vai motora kontrollera reakcijas izmaiņas, tādējādi ietekmējot vispārējo gludumu.
4. Praktiski apsvērumi bieži tiek ignorēti
1. Īsākais ceļš ne vienmēr ir optimāls
Īsākais maršruts bieži tiek izmantots arī visbiežāk, kas rada sastrēgumus. Atļaujot 10–20% apkārtceļu, var uzlabot kopējo caurlaidspēju.
2. Simulācijas trūkums izraisa dārgu pārstrādi
Pirms izvietošanas ieteicams apstiprināt scenārijus, izmantojot tādus rīkus kā
AnyLogic vai Siemens rūpnīcas simulācija
Galvenie rādītāji ietver strupceļa risku, gaidīšanas laiku un sistēmas atkopšanas iespējas.
3. Vizualizācija jāveido soli pa solim
Agrīnās{0}}posma sistēmām nepieciešama tikai pamata redzamība, piemēram, transportlīdzekļa atrašanās vieta un uzdevuma statuss. Uzlabotas analīzes, piemēram, siltuma kartes un izmantošanas analīzes, var pievienot vēlāk.
4. Cilvēka-mašīnas mijiedarbība ir jāapsver agrīnā stadijā
Pilnībā bezpilota darbība lielākajā daļā rūpnīcu ir nereāla. Sistēmām jāatbalsta automātiska ātruma samazināšana, brīdinājuma signāli un īpašas gājēju joslas.
5. Ieteicama centralizēta plānošana
Ceļu plānošanu un nosūtīšanu labāk var nodrošināt centralizēta sistēma, savukārt AGV koncentrējas uz izpildi un vietējo šķēršļu novēršanu. Arhitektūra "centralizēta plānošana + sadalīta izpilde" ir stabilāka vairāku-transportlīdzekļu sistēmām.
Secinājums
AGV sistēmas veiktspēju nenosaka viens algoritms, bet gan darbības noteikumu skaidrība un izpildes uzticamība.
Ceļa optimizācija nosaka, kā transportlīdzekļi pārvietojas, savukārt satiksmes pārvaldība nosaka, vai tie var nodrošināt vienmērīgu kustību reālos{0}}pasaules apstākļos. Ja sistēmas dizains, satiksmes noteikumi un aparatūras izpilde darbojas kopā, vairāku -AGV sistēmas var sasniegt stabilu un efektīvu materiālu apstrādes veiktspēju.
