智能物流系统平台的设计与应用

◇安徽天航机电有限公司 王 伟 常星星 史精平 张 昊

本文是一种智能系统设计的详细介绍，此智能物流系统可完成物料出库（备料环节）、工序物料转移（加工过程中的物流，首检、工序检）、工序外协、物料入库（完工检）等业务，并且对任务的中断和恢复也能正常执行。同时支持非生产任务类型的周转，如周转工量夹具等实现了MES系统与AGV物流系统的集成应用，报工完成后可直接驱动物流周转，减少了物料在生产工位的呆滞时间，实现了备料、生产工序间、以及成品入库的物料周转自动化，大大减少了现场班组长及工人的内部周转工作量。实现了物料周转信息化，周转过程可控，周转情况可以追溯查询的系统平台。

目前，自制件的生产在机械加工工序、特种工艺制造工序以及成品入库工序之间的周转都是靠人工搬运来实现的，这就需要占用一线操作人员一部分的时间，同时新建的零备件制造中心厂房面积较大，工位较现在增加较多，零件的周转任务将急剧增加，而且智能物流配送线建成后每月将省去产品周转所需的人力资源约3～4个，这些节省下来的人力资源都可以用来进行一线生产作业，提高零备件的生产效率。

智能物流配送系统主要由潜入式AGV、调度系统、料车、工位终端呼叫器等组成[1-4]，其原理主要用于实现器材从库房至工位、检验区和暂存区间的自动转运，最大限度减少人员的无效移动[5-7]。本系统以新建制造中心作为应用点，实现材料从库房至工位、工件在工位和检验区、工件到半成品暂存区以及由半成品到工位之间的自动运输，使管理人员可以实时跟踪和监控生产流转过程，提高生产过程的精细化管控能力。

1 技术研究

在智能物流配送系统中的物料申请具备工位在线申请物料，工位预约申请物料以及物料领取确认等高效人性化功能，工位需配备呼叫终端，可查询料是否齐套，也可查询掌握物流信息情况。

智能物流配送系统中的物料出库即由物料出库任务由现场工位发起，通过MES系统与库房管理系统进行数据交互，由保管员或者辅助人员根据工位呼叫需求，将物料从仓库放至智能料车上，这种方式安全且方便。

智能物流配送系统中的物料配送规定物料配送于毛料或半成品放到料车上后进行，调度系统控制潜入式AGV实现料车在库房与工位之间以及各工位间的周转。同时自动返仓为配送AGV完成配送任务后自动返回到临时停放区待命，电量不足会自动回指定地点充电，依此循环，同时具备对工位闲置料车的回收功能。

配送需求中的智能物流配送系统主要完成毛料配送和半成品（成品）流转两大业务，首先由MES推送作业计划给库房管理系统、确定任务配送的起止点并将任务发送给调度系统，由库房人员按照计划进行物料的准备，其次物流配送方式为物料发送人员扫描工卡或人工呼叫发起运输请求，由库房人员把物料放到拖车上，调度系统控制AGV执行运输任务，接收人员扫描工卡签收。待半成品（成品）完成上工序操作后，扫描工卡完工，信息反馈给调度系统，AGV自动把半成品（成品）运送到下工序或暂存区。

配送物料及节拍规定物料类型为原材料、半成品（成品）。配送节拍规定当工位操作人员提出物料配送需求后，AGV小车应在指定时间范围内到达所需位置。等待节拍为配送物料到工位后，AGV放下料车即执行下一条任务。料车规格要求中承载量：料车需满足制造中心物料的承载需求。料车尺寸：长<1650mm，宽<500mm。

2 系统的AGV要求

（1）能接收调度系统指令，能够自动潜入到料车下，拖动料车，自动完成物流配送。

（2）具有物料配送到工位后发出操作（卸载）提示的功能。

（3）具备防碰撞、紧急停车与自动避障等功能。

（4）AGV与料车对接时有一定的容错能力。

（5）人工取料时具备自动锁止功能。

（6）在电量低时，具有自动返回充电功能和报警功能。

（7）具备前进、后退，向左向右运行能力。

3 软件数据集成要求

软件具备数据端口开放功能，实现数据的批量导入、导出，支持与现有相关系统的集成。

软件灵活性要求因产品换线及设备添加等原因造成工艺布局调整，软件需支持快速调整虚拟环境及工位扩容等。整个系统包括硬件与软件具备易搬迁、重建的要求，适应厂房变更引起的系统重建。考虑生产实际的复杂性，软件支持信息的人工操作维护。载重能力指标中结合实际业务需要，采用统计方法得出生产现场单批次配送物料最重达200kg，AGV小车具有一次运载200kg的搬运能力。

配送能力指标规定智能物流配送系统具备每天运输不低于300次的运输保障能力，具备20个工位同时提出物料配送需求的高峰保障能力。同时配送节拍指标现场共有64个工位，当工位提出物料配送需求后，AGV小车需在10分钟内到达需求提出位置。等待节拍指标为配送原材料到工位时，将原材料卸载后，AGV执行下一条任务；配送半成品到下工位或暂存区时，将半成品卸载后，AGV即执行下一条任务。安全性中需要AGV小车要有防碰撞、紧急停车、自动避障等功能；符合配送AGV运行安全和操作安全的国家标准和行业标准。监控与管理系统中对AGV小车进行实时位置与状态监控（配送、等待取料、闲置和充电四个状态）进行规定。实现符合安全保密要求的工业WiFi。通过建立局域网，应用范围为MES及AGV等相关非涉密系统，该局域网和军网通过防火墙进行隔离。

4 结束语

此智能系统设计的运用，可实现方面如下：①MES系统与AGV物流系统的集成应用，报工完成后可直接驱动物流周转，减少了物料在生产工位的呆滞时间。②实现了备料、生产工序间、以及成品入库的物料周转自动化，大大减少了现场班组长及工人的内部周转工作量。③实现了物料周转信息化，周转过程可控，周转情况可以追溯查询。