摘要：介绍了在多品种小批量装配生产线的节拍生产需求模式下，构建大件物料的AGV智能化配送方式，通过对AGV的区域和路线布置、需求台量测量、本机功能、充电方式、流转器具等配置方面，集合AGV调度管理系统设计，获得了大件物料JIT配送的整体效果提升。
关键词：JIT；配置；调度系统设计；
工程机械行业的装配线是一个集工艺、物流、信息化系统于一体的综合生产系统，随着越来越激烈的工程机械产品市场竞争，需要少批量多品种应对市场需求，因此减少物流成本成为了一个重要方面，越来越少的物流人员，越来越高的物流响应成为了工程机械企业迫切的需求。选择适合少批量多品种生产的物流设备AGV成了提升物流效率的选项。潜伏式AGV是运输大件物料的专业装备，如何在物流规划设计中对AGV的配置和调度，以实现配送准确、减少用工、降低成本、改善作业环境等方面具有重要作用，因此，对于少批量多品种的工程机械柔性装配线，应用潜伏式AGV的配置和调度设计进行深入研究和有效应用显得尤为重要。本文主要介绍了万向潜伏顶升式AGV通过配置和调度设计在正确的时间正确的地点配送正确的物料JIT准时化配送，以此实现功能开发和实际应用。
1、万向潜伏顶升式AGV的概念
AGV是自动导引运输车( Automated Guided Vehicle)的英文缩写[1],是指装备有雷达或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,一般以电池为动力,装有非接触导航装置,可实现无人驾驶的运输作业。它的主要功能表现为能在计算机通过无线网络发出控制指令,AGV接收指令后按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地点,完成一系列作业功能。
万向潜伏顶升式AGV是具有前进、后退，左移、右移、转弯行驶功能及机械顶升功能的自动导引运输车。万向潜伏顶升式AGV主要以舵轮为主要驱动力,较之差速驱动、麦克纳姆轮驱动具有高扭矩、行动灵活、转变半径小、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的他设备相比,万向潜伏顶升式AGV适合工程机械行业重量较大的大件物料在较小区域范围内流转。因此，在工程机械行业的自动化物流系统中,万向潜伏顶升式AGV能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。
全向潜伏顶升式AGV适用于现场大件物料从缓存区自动流转至线边库，以减少燃油叉车进入装配车间及行车的使用频率，降低安全风险，提高配送效率。
2、区域及路线形式
工程机械产品的相关大件物料全部通过全向潜伏顶升式AGV自动输送上线，具体为AGV根据装配线对各类大件物料的需求，自动准确地从缓存区选择并输送正确的大件物料至装配线对应的上线位置，装配线边采用两框式布置。
所有大件物料均能按照装配线的需求准确、及时被输送上线，在此前提下AGV调度管理系统能记录路线，优化路线中的工时浪费，确保充分利用AGV使用。同时，具备灵活的调整能力，对于工艺更改及大件物料包装装箱数的变化只须通过调整磁条布置、增减AGV数量或者简单的参数设置来完成运行方式或上线拉动方式的调整。在故障的发生时，物流人员仍可通过简便的操作及时地调整AGV运作将物料输送至装配线。
3、AGV需求台量测算
所需AGV数量测算公式：N=（M ÷V+ T1+ T2 ）×n÷P
符号：N=AGV台量,单位台
M-AGV行驶距离，单位米
V-AGV行驶速度,单位米/分钟
T1-装卸物料时间,单位分钟
T2-AGV路口避让等待时间,单位分钟
n-节拍内配送次数，单位次
P=配送节拍，单位分钟/每台
4、AGV本机功能
物料缓存区与装配线定点循环流转，AGV采用全向潜伏顶升式，设置人机交互的触摸屏，触摸点击屏幕可设置参数，设置站点及报警，无线通讯控制方式。驱动方式为双舵轮驱动，实现前进后退、左右转弯、分岔、横移、原地旋转90度行走，行走速度5-50m/min，具备3°爬坡能力。有偏离导航保护功能，激光检测传感器失效时即发出警报并自动停止运作。前后左右四个方向均安装激光避障传感器，传感器探测角度180°，距离0-3m可调，满载最大速度情况下能紧急制动，同时安装机械防撞机构（即前后侧安全气囊）、急停按钮，实现工作噪音≤70dB。AGV安装由一个电机统一控制的四个升降螺杆的机构，实现物料的顶升。
5、充电站形式
安装自动充电机，采用大电流在线快速充电，有智能电力消耗计量装置，自动检测充电回路电阻值，防止异常供电确保系统及人员的安全。AGV在中午及晚上装配线停工时自动运行至充电站位置充电，具备自动检测AGV在充电位置功能。单次充满电时间≤6小时，有充满电后有电池保护功能，满足持续续航10小时。
6、工位器具形式
根据各大件物料工位器具要求，设计与AGV对接的工位器具底盘，AGV能完全潜入料架底部，叉车将大件物料卸载到工位器具底盘。AGV到达指定位置后顶升升起，与工位器具底盘底座相扣，工位器具脱离地面开始行驶。
7、调度系统设计
控制系统包含AGV调度管理系统、器具RFID卡片、缓存位RFID卡片、RFID读取器、无线叫料设备及显示屏等设备。AGV调度管理系统使用工业PC机对AGV进行上位监控，多任务的接收和任务分配，同时与车间的MES系统对接，进行数据交换与共享，接收工厂自动化系统、物料管理系统指令。系统能逻辑编辑控制，并能够通过无线网络实现多台AGV集中调配控制。AGV调度管理系统显示屏采用触摸控制，显示AGV调度管理系统正常、故障、等待、充电等即时运行状态，实时动态显示每台AGV在系统中的位置，路径布置图及其各站点的状态、报警信息、AGV位置信息等,自动统计有效运行时间、等待时间，充电时间，异常时间，输出统计报表。
AGV调度管理系统工作流程如下：
a）MES系统输出“大件物料组”的编码规则，AGV调度管理系统建有仓管数据库，基于“一箱一码”的基础条件运行，即每一个料箱有一个唯一代码。
b）MES系统向供应商发出大件物料需求单，供应商依据需求单严格按照“连续，不可跨批”的方式将一定数量的大件物料划分为一个大件物料组。供应商按照需求单信息进行备货后，PDA通过供应商系统提供的接口获得“大件物料组号”、“待上线时间戳”及“物料种类信息”，然后通过手持PDA将每组大件物料的使用时间、物料种类信息代码写入料箱的RFID卡中。
c）在满料箱从供应商送到工程机械产品装配线之前，MES系统依据各个大件物料应有的使用顺序生成料箱使用顺序的任务单提交到MES系统，同时等待AGV调度管理系统的请求调用。
d）满料箱从供应商送到工程机械产品装配线后，由叉车将满料箱叉起，放到对应的缓存点，该过程中，叉车的RFID程序会将料箱信息写入AGV数据库中对应缓存点的记录中，以便AGV调度管理系统能得知在该缓存点上的料箱将于何时被使用。
f）AGV调度管理系统从MES系统获得料箱使用顺序的任务单，通过线边点的工人手动按无线叫料器上的按钮来获知某个线边点上的料箱已用完，则派AGV将空料箱拉回。
g）AGV调度管理系统通过MES系统的接口上报每个料箱的被使用状态，在AGV的仓管数据库中将该大件物料组从该料箱记录中解除。
h）叉车随时将已空的料箱从缓存点取下，放上新的满料箱，该过程中，叉车RFID程序将该料箱的信息从该缓存点的记录中删除。
8、研究结论
作为少批量多品种的工程机械柔性装配线，万向潜伏顶升式AGV在流转大件物料中，从系统设计、缓存布置、流转器具、流转路线、信息呼叫等多方面进行研究和应用，采用路径优化技术进行最优路线行驶，满足了大件物料配送的需求情况下，减少了物流人员的投入，具有通用性、高持久性、稳定性，更好地为装配线供给物料，不断提高响应能力。
参考文献：
[1] 朱江 ，AGV车载控制原理研究,昆明理工大学,2006：TP24?.