• I-SO智能AGV机器人与现代智能化物流应用分析

    不论是普通制造业还是码头仓库九州体育,物料装卸和搬运都是物流的要素之一九州体育九州体育九州体育,在物流系统中成本占比也很高九州体育。美国工业生产过程中装卸搬运费用占成本的20~30%,德国物流企业物料搬运费用占营业额的35%九州体育九州体育,日本物流搬运费用占10%,我国生产物流中装卸搬运费用约占加工成本的20%九州体育,所以企业一直都在最完美的自动化智能化的搬运技术和装备九州体育。AGV机器人一种柔性化和智能化物流搬运机器人九州体育,在国外从50年代在仓储业开始使用九州体育九州体育九州体育,目前已经在制造业九州体育九州体育九州体育、港口、码头等领域得到普遍应用九州体育九州体育九州体育,在国内逐渐也有部分企业重视并应用AGV来完成一些简单的搬运任务九州体育。下面我们就来简单分析I-SO智能AGV机器人与现代智能化物流应用九州体育九州体育九州体育。

    智能AGV机器人与现代智能化物流应用分析

    I-SO AGV的显著特点是无人驾驶九州体育,I-SO AGV上装备有自动导向系统,可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶九州体育,将货物或物料自动从起始点运送到目的地九州体育九州体育。I-SO AGV的另一个特点是柔性好九州体育九州体育,自动化程度高和智能化水平高,I-SO AGV的行驶路径可以根据仓储货位要求九州体育九州体育、生产工艺流程等改变而灵活改变九州体育,并且运行路径改变的费用与传统的输送带和刚性的传送线相比非常低廉九州体育。I-SO AGV一般配备有装卸机构九州体育九州体育,可以与其他物流设备自动接口,实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。此外,I-SO AGV还具有清洁生产的特点九州体育,I-SO AGV依靠自带的蓄电池提供动力九州体育,运行过程中无噪声九州体育九州体育、无污染九州体育,可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。


    I-SO智能 AGV的种类

    AGV从发明至今已经有50年的历史九州体育,随着应用领域的扩展,其种类和形式变得多种多样九州体育九州体育九州体育九州体育。我们根据I-SO AGV自动行驶过程中的导航方式将AGV分为以下几种类型:

    1). I-SO电磁感应引导式AGV (由于这种技术相对落后和性能缺陷九州体育,一般环境下I-SO智能 AGV很少采用)

    电磁感应式引导一般是在地面上九州体育,沿预先设定的行驶路径埋设电线,当高频电流流经导线时九州体育九州体育,导线周围产生电磁场,AGV上左右对称安装有两个电磁感应器九州体育,它们所接收的电磁信号的强度差异可以反映AGV偏离路径的程度。AGV的自动控制系统根据这种偏差来控制车辆的转向九州体育九州体育九州体育九州体育,连续的动态闭环控制能够保证AGV对设定路径的稳定自动运行九州体育九州体育。由于这种电磁感应引导式导航方法才安装施工比较繁杂无法随时更新AGV行驶路径九州体育九州体育九州体育,同时容易受到电磁环境干扰九州体育,目前部分国内AGV制造厂商仍在商业化的AGV上使用九州体育,尤其是适用于大中型的AGV九州体育。 

    2). I-SO激光引导式AGV (适合高附加值九州体育,高环境要求行业生产制造使用)

    I-SO激光引导式AGV上安装有可旋转的激光扫描器九州体育,在运行路径沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性的定位标志九州体育,AGV依靠激光扫描器发射激光束九州体育,然后接受由四周定位标志反射回的激光束,车载计算机计算出车辆当前的位置以及运动的方向九州体育,通过和内置的数字地图进行对比来校正方位九州体育,从而实现自动搬运九州体育。

    目前I-SO激光引导式AGV的应用范围普遍,并且依据同样的引导原理,若将激光扫描器更换为红外发射器或超声波发射器九州体育九州体育九州体育,则激光引导式AGV可以变为红外引导式AGV和超声波引导式AGV。 I-SO激光引导式AGV成本较高九州体育,在普通制造业较少推荐,适合生化制药九州体育,烟草九州体育,芯片等高附加值行业使用九州体育。

    3). I-SO视觉引导式AGV 

    I-SO视觉引导式AGV 是我们正在快速发展和成熟的AGV九州体育九州体育九州体育九州体育,该AGV上装有CCD摄像机和传感器九州体育九州体育,在车载计算机中设置有AGV欲行驶路径周围环境图像数据库。AGV行驶过程中摄像机动态获取车辆周围环境图像信息并与图像数据库进行比较九州体育九州体育,从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策九州体育。 这种AGV由于不要求人为设置任何物理路径九州体育,因此在理论上具有最佳的引导柔性九州体育,随着计算机图像采集九州体育、储存和处理技术的飞速发展,能够识别物品和行人(如盘子.碗.顾客)该种AGV的实用性越来越强九州体育。
    4).I-SO磁带导引AGV (通用型九州体育,适合所有行业使用)I-SO磁带导引AGV 在工作区间地板上铺设磁带,AGV通过磁场传感器检测磁带信号控制走行九州体育九州体育,这种技术目前成本最低,施工简单可快速更改路径九州体育,不受环境影响可靠性高九州体育,可满足大部分行业要求,I-SO磁带导引AGV 在站点设置上突破了传统技术自主开发了AGV专用RFID隐藏式站标和读写器,让行驶线路设置更加柔性九州体育【胖萏逵?! ?br/>此外九州体育九州体育九州体育九州体育,还有铁磁陀螺惯性引导式AGV九州体育、光学引导式AGV等多种形式的AGV九州体育。

    AGV路径设计图.jpg


    二 AGV的应用

    1.仓储业九州体育九州体育九州体育;

    2.制造业九州体育;

    3.邮局九州体育、图书馆、港口码头和机?九州体育九州体育【胖萏逵?/p>

    4.烟草、医药、食品九州体育九州体育九州体育、化工九州体育九州体育;

    5.危险场所和特种行业九州体育。


    I-SO智能 AGV使用中的路线优化和实时调度的方法和研发方向:

      1. 数学规划方法 :为AGV选择最佳的任务及最佳路径九州体育,可以归纳为一个任务调度问题九州体育。数学规划方法是求解调度问题最优解的传统方法九州体育,该方法的求解过程实际上是一个资源限制下的寻优过程九州体育。实用中的方法主要有整数规划、动态规划九州体育、petri方法等九州体育。在小规模调度情况下,这类方法可以得到较好的结果九州体育九州体育,但是随着调度规模的增加,求解问题耗费的时间呈指数增长九州体育九州体育九州体育,限制了该方法在负责九州体育、大规模实时路线优化和调度中应用。

      2. 仿真方法:仿真方法通过对实际的调度环境建模九州体育,从而对AGV的一种调度方案的实施进行计算机的模拟仿真九州体育。我们使用仿真手段对某些调度方案进行测试九州体育九州体育九州体育、比较九州体育、监控九州体育九州体育,从而改变和挑选调度策略九州体育。实用中采用的方法有离散事件仿真方法九州体育、面向对象的仿真方法和3维仿真技术,有许多软件可以用于AGV的调度仿真九州体育,其中Witness软件可以快速建立仿真模型九州体育九州体育,实现仿真过程三维演示和结果的分析处理。

      3. 人工智能方法:人工智能方法把AGV的调度过程描述成一个在满足约束的解集搜索最优解的过程九州体育。它利用知识表示技术将人的知识包括进去九州体育九州体育九州体育,同时使用各种搜索技术力求给出一个令人满意的解。具体的方法有专家系统方法、遗传算法九州体育、启发式算法九州体育、神经网络算法九州体育九州体育。其中专家系统方法在实用中较多采用九州体育,它将调度专家的经验抽象成系统可以理解和执行的调度规则九州体育,并且采用冲突消解技术来解决大规模AGV调度中的规则膨胀和冲突问题。

      由于神经网络具有并行运算九州体育、知识分布存储、自适应性强等优点九州体育,因此九州体育,它成为求解大规模AGV调度问题是一个很有希望的方法九州体育九州体育。目前九州体育,用神经网络方法成功的求解了TSP-NP问题九州体育,求解中,神经网络能把组合优化问题的解转换成一种离散动力学系统的能量函数九州体育,通过使能量函数达到最小而求得优化问题的解九州体育九州体育九州体育九州体育。

      遗传算法是模拟自然界生物进化过程中的遗传和变异而形成的一种优化求解方法九州体育。遗传算法在求解AGV的优化调度问题时九州体育,首先通过编码将一定数量的可能调度方案表示成适当的染色体九州体育,并计算每个染色体的适应度(如运行路径最短)九州体育九州体育九州体育九州体育,通过重复进行复制九州体育九州体育、交叉九州体育九州体育九州体育、变异寻找适应度大的染色体九州体育,即AGV调度问题的最优解。

      单独用一种方法来求解调度问题九州体育,往往存在一定的缺陷。目前九州体育九州体育,将多种方法进行融合来求解AGV的调度问题是一个研究热点九州体育。如,将专家系统和遗传算法融合九州体育,把专家的知识融入到初始染色体群的形成中九州体育,以加快求解速度和质量。

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