AGV调度在铁路生产系统中的应用及场景分析7807.pdf

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1、 AGV 调度在铁路生产系统中的应用及场景分析 在轨道交通领域，AGV 调度系统目前还没有被广泛应用于生产车间。结合轨道行业的特殊性，通过应用场景分析，可以为 AGV 调度系统在铁路生产系统中的落地应用提供一种可行的设计和参考。当前，我国铁路生产企业基本上属于劳动密集型企业，信息化和智能化程度相对不高。AGV（Automated Guided Vehicle 自动导引车）调度系统在该领域有较大发展空间，它可以增加生产线柔性，有效利用空间，减少车间因为传统流水线生产所造成的阻塞，提高生产效率。通过场景设置和 AGV 调度系统应用，能够让 AGV 准确、灵活地完成物料搬运任务，使生产制造更加流畅、

2、快捷。AGV场景布局对调度系统工程化应用起着决定性的作用，因此，场景布局的分析和设计在整个调度系统中尤为关键。AGV 系统助力智能制造 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

3、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、

4、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 AG

5、V 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（见图 1）。上下货

6、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

7、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。线路上狭长通道场景 由于加工工位布局和场地限制，有时同一生产楼面只有一条狭长的通道，而且只能单车通过。为了保证 AGV 小车能够顺利通行，应在狭长的路径上进行特殊设置，如将该路径设置为单车通过类型，防止产生敌对路径。这种设计如需要提高运能，在场地受限、无法增加物流运输班次的情况下，就必须增加 AGV 负荷。因此，在这种应用场景下，设计前期就要充分估算载具的运能，避免设计上无法满足现场应用需求。外部系统接口故障场景 由于 AGV 调度系统接口较多，如果外部信息接口出现故障，将影响系统信 息交互的完整性，导致系统无法工作。为了让 AGV 调度系统在与其他各信息系统（如 MES 系统）通信异常的情况下仍能保障物流的正常运转，需要考虑降级使用场景，设计时根据流水线的实际环境布置人机接口设备、触发和创建调度运单，这样有利于增强 AGV 调度的可用性。就 AGV 调度系统本身而言，应用场景和铁路行业有很高的关联度，场景分析的细腻度将影响 AGV 物流系统对整个工厂材料流转的有效利用率。本文只列出了一些实际开发中的常见场景，而特殊的场景要根据实际情况进行相应处理和设计。随着 AGV 物流系统在铁路设备生产过程中的应用逐渐铺开，场景将越来越丰富，必将在一定程度上推动铁路信号标准化工厂的建设。