洋山深水港四期自动化码头自动导引车运行评价指标

2019-03-13

港口装卸 2019年1期

上海国际港务(集团)股份有限公司尚东集装箱码头分公司

1 引言

国内外自动化码头大都采用AGV(Automated Guided Vehicles，自动引导车)作为主要的水平运输机械。对于衡量水平运输机械运行情况，传统方式只使用周转率一个指标。AGV有别于其他的水平运输机械，是基于车辆控制系统下的全自动运行机械，其中调度原则、路径规划、交通控制全部由车辆控制系统进行调度和控制，周转率指标不能全面地分析AGV运行状况。因此，需要用到其他指标去评价调度、路径规划等方面的模块。

目前，对AGV评价指标研究的相关文献还不多见。陆睿[1]提出指标体系选定应该具备完备性、可操作性、独立性、可比性原则，同时对于指标的评价和分析，应建立在对生产直接有影响的前提上，以及对决策的质量和效率有明显提高的基础上。傅荧[2]提出了指标评价要建立在科学、全面、完整的评价基础上，评价方法需要综合考虑，复杂的、很难客观计量的属性需要通过主观判断和定量分析的方法将属性变换成相应的价值。

通过数据采集及现场观察洋山深水港四期自动化码头AGV运行情况，发现AGV的周转率偏低，仅为3.8车/h，与要求的5车/h的周转率存在很大的差距，单台桥吊每小时等待AGV的次数多达4次。本文在上述的评价原则和评价方法基础上，结合对AGV的研究，制定出更适用于自动化码头AGV设备的评价原则和方法。对于现场观察及数据反映的AGV运行的问题，初步建立一套全面、完善、实用的AGV运行评价指标，通过对这些指标数据的研究分析，寻找相对应的影响因素，为后续的AGV调度和路径规划的优化提供数据支撑，同时指导计划模块(如堆存计划、配载计划)的优化方向[3]。

2 评价指标建立的目的与原则

2.1 AGV运行评价目的

(1)系统合理地分析AGV运行情况。评价指标能更直接、更精确的对整体AGV任务中运行的路径、运行的时间、在桥吊车道和箱区车道的等待时间进行分析。

(2)准确定位AGV指标的影响因素。评价指标能较为准确地定位影响AGV运行的因素。

(3)指导其他自动化码头对于AGV运行情况的分析。为其他自动化码头的AGV运行分析提供参考。

2.2 AGV运行评价指标建立的原则

AGV运行评价指标建立应遵循4个基本原则。

(1)科学性原则。评价指标的设定确切科学，指标含义准确无误，数据来源和计算范围保持一致。

(2)可比性原则。AGV评价指标应该具备可比性和可测性，定性的指标需要有一定的量化手段与之相对应。

(3)独立性原则。AGV评价指标应具有独立性，各指标应该互不相关、彼此独立。这样可以使整个评价指标体系有一个清晰的结构。

(4)系统可优化原则。评价指标应能全面的反映AGV运行状况，主要是针对AGV调度和路径规划功能目前运行的状况，通过对核心指标的细分、对数据的分析，确定影响核心指标的因素，为这两项功能提供明确可优化的方向[4-5]。

3 评价指标定义

3.1 AGV周转率

AGV每小时完成任务的周转次数。周转率指标为衡量AGV效率最重要的指标，AGV作为水平运输机械，连接着堆场轨道吊和码头前沿桥吊的作业。周转率高低决定了作业是否连贯，同时也影响着桥吊作业效率。可通过如下公式计算：

周转率=60/AGV平均周转时间

周转时间=AGV任务完成时间-AGV收到任务时间

统计方式以小时段进行统计，收集每小时内所有AGV的周转时间，排除AGV故障情况下计算平均周转时间。平均周转时间可分为卸船作业平均用时和装船作业平均用时，卸船和装船作业可再细化到送箱及收箱周转时间(见表1)。

表1 AGV平均周转时间指标定义

3.2 AGV利用率

利用率指标可衡量AGV出勤数量是否满足实际生产需求，同时衡量AGV调度是否均衡。衡量AGV出勤数量的公式为：计划周转率=昼夜总作业车数/有效作业时间/AGV出勤数量。计划周转率应大于实际平均周转率，才能保证AGV的出勤数量满足实际生产需求。

衡量AGV调度是否均衡的方式为：计算出勤每一台AGV平均任务数和行驶时间，通过标准差和CV值(变异指数)的计算，评价AGV调度是否均衡。

例如，通过统计出勤获得某自动化码头AGV在一昼夜内的任务行驶时间和任务数量，经过计算得出：任务数平均值为90.42车，标准差为9.87车，CV值为10.92%，CV值低于15%，AGV调度每一台AGV的次数较为平均。AGV行驶时间平均值为405 s，标准差为32.65 s，CV值为8.06%，CV值低于15%，AGV任务行驶时间相差较小，说明AGV调度基本能均等分配较近的任务。