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混场调度技术为柔性搬运带来的新机遇和挑战

2022-09-08 09:53 性质:转载 作者:壹悟科技 来源:壹悟科技
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在本⽂我们提出了⼀个新的概念——“柔性极限”:通过增加AGV/AMR所能达到的产能最⼤值或最⾼性价⽐。本次我们将基于柔性极限的概念,分享⼀下壹悟科技在AGV/AMR的混场调度上的思考。深⼊浅出柔性...

在本⽂我们提出了⼀个新的概念——“柔性极限”:通过增加AGV/AMR所能达到的产能最⼤值或最⾼性价⽐。本次我们将基于柔性极限的概念,分享⼀下壹悟科技在AGV/AMR的混场调度上的思考。

深⼊浅出柔性搬运从⼀维到⼆维:当AGV开始⾏⾛

在仓库或者⼯⼚,AGV/AMR正在代替⼈类完成⼤量搬运⼯作。基于AGV可以在平⾯内和楼层间灵活移动的天然优势,看似难以解决、或者只能靠⼈⼯实现的传统流程变得可以低成本实现。

通过AGV/AMR,我们可以编排链式、环线、或点到点等各式各样的任务,从⽽实现了⼆维空间内的流程⾃由。

随着业务量的增长,柔性搬运的优势体现逐渐体现:运⼒不⾜时可以动态的调整AGV数量。这时⼀个问题便随之而来:AGV/AMR最⼤可以增加到多少?柔性的极限是多⼤?制约柔性极限的因素其实有很多,如地图布局、场地⾯积、充电桩数量、AGV基础属性等,都会导致当AGV/AMR数量增加到某个值后,产能不增反降——经常性的拥堵、死锁、以及充电桩受制于场地无法扩增、总功率过高导致跳闸等问题。壹悟的探索 为了解决这个问题,壹悟研发了两套系统1)AGV/AMR仿真系统——可以配置真实AGV的物理参数进⾏⾏为模拟,包括导航⽅式,⼏何参数和运动参数等;2)流程仿真——基于真实地图和业务流程编排,和壹悟调度系统(RCS)进⾏1:1运⾏,探索是否可以突破柔性极限。

这个尝试的⾃信来源于底层RCS调度系统的算法效率和仿真真实度。从⼤约2年前开始,壹悟开始逐步对外提供商业化业务仿真咨询服务,并得到了越来越多客户的认同。

从⼆维到三维打破次元壁的封锁当⼈们不再仅满⾜于AGV/AMR带来的搬运便利,⽽将提⾼存储效率的责任也赋予AGV/AMR时,AGV/AMR开始从⼆维平⾯慢慢向上拓展到了三维空间:⼀个更⼴阔、充满想象⼒等世界随之⽽打开:■ ⾼位空间的货架可以是能放置托盘的⼤货架,也可以是放置普通料箱的密集货架,也可以是不等间距的货架;■ 存放的对象可以是料箱、托盘、原箱等形式不⼀的容器,也可以不同层放置不同的容器;■ 搬运的⼯具可以是叉车、料箱车、或者是潜伏AGV/AMR等。

显然,AGV/AMR的更⾼与更快不可兼得。但是如果将更⾼的AGV/AMR专注于垂直搬运,将更快的AGV/AMR专注于平⾯搬运,那么⽆论从效率还是成本来看,都是最佳组合。很快,类似叉车+潜伏AGV的⽅案开始出现并迅速到达了第⼀个柔性极限:由于叉车和潜伏AGV在不同的区域运⾏,空间的浪费导致存储效率下降,同时由于需要接驳货物,AGV需要将货物搬运到区域的联结点,进⼀步增加了叉车的横向移动距离。看似“东风不与周郎便”,实际上这些问题都可以规约到混场调度。如果不同的AGV可以在同⼀个区域作业,那么场地空间便可以节约下来,接驳点也可以更灵活的设置。久而久之,⾏业发展出了不同的混场调度等级:■ 区域隔离级别:有个别点线需要统⼀管理。通过巧妙的地图设计,规避混场,视觉上可以达到混场效果。

■ 巷道锁闭级别:当⼀个AGV进⼊类似巷道空间后,将整个巷道进⾏封锁,退出后再将所有权转让给其它AGV。

■ 感知混场级别:在厘⽶级的范围内每个AGV都在系统中感知彼此的存在,将空间误差纳入计算后,只要两个AGV没有碰撞的可能,绝不做冗余动作。

壹悟的探索 壹悟的RCS调度系统实现了感知混场级别——基于AGV的实时位置,动态计算AGV的可⾏路径,最⼩化的减少⽆效⾛动。

为了让业务拥有更多的规划⾃由,我们的混场可以是不同导航⽅式(⼆维码,视觉,SLAM, 磁条)的AGV混场,也可以是不同功能的AGV/AMR(分拣AGV、潜伏式顶升AGV、⾃动导航叉车、料箱AGV,AMR), 从⽽争取释放柔性极限创造更多可能。

从三维到四维藏在时空中的秘密在三维化的解决⽅案中,空间利⽤率的上限显⽽易见,但是搬运的柔性极限在哪⾥?伴随着垂直搬运次数的增加,高存储率下搬运效率提升的需求也随之出现。⾃动化叉车取货和放货的速度可以通过秒表计时,潜伏式AGV每秒的⾏⾛距离可以通过卷尺测量。既然都是定值,法门何处?如果通过最优匹配每个AGV/AMR任务,预先调拨所需要的⾼位货物到平⾯,将平⾯暂时不⽤的货物搬运⾄⾼位,那就可以真正做到“业务感知”,即WCS层⾯的调度优化。通过⾼低位的提前置换,换来的是业务可感知效率的显著提⾼。壹悟的探索 壹悟的WCS系统通过对出⼊库订单特征和当前库存分布进⾏智能分析,能够完成对仓库搬运性能的整体优化,尽量减少搬运次数,优化核⼼资源利⽤率。

在近⼏年,壹悟科技先后探索了基于分拣AGV+料箱AGV的料箱搬运组合模式、分拣AGV+料箱AGV+潜伏式AGV的料箱+托盘组合模式、⾃动叉车(forklift)+潜伏式AGV的托盘组合模式、纯潜伏式AGV的货架搬运模式等。最后:AGV/AMR调度的终点不在混场调度,站在混场调度的地平线,我们看到了更⼴阔的未来。下⼀次,让我们聊聊混场调度中的算法与技术。文/栾瑞鹏

灵活物流解决方案专家

杭州协同进化科技有限公司是智能柔性物流解决方案的领先提供商。我们的核心技术在于人工智能软件,可以控制不同类型的机器人并无缝协调它们。基于这一核心技术引擎,我们为客户构建创新、高效、灵活的解决方案,包括协同机器人控制系统、自动化流程编排、智能物流模拟器等。我们的目标是帮助客户快速适应不断变化的商业环境。我们专注于客户价值,并努力与客户共同发展。

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