AGV(Automatic guided vehicle，自動(dòng)導(dǎo)引小車)作為現(xiàn)代自動(dòng)物流系統(tǒng)中物料自動(dòng)搬運(yùn)的最佳解決方案，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各卷_煙企業(yè)。湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司長沙卷_煙廠自引進(jìn)AGV系統(tǒng)以來。企業(yè)自動(dòng)物流系統(tǒng)的信息化、柔性化、節(jié)能化等方面均不斷提高。但AGV系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，存在著輔料在運(yùn)送途中跌落、AGV使用效率偏低、路徑欠優(yōu)化及保養(yǎng)方案缺乏理論依據(jù)等問題，而針對上述問題進(jìn)行系統(tǒng)論證或可供借鑒的研究案例文獻(xiàn)較少。為此，對卷_煙工業(yè)AGV系統(tǒng)中的托盤配盤方式、調(diào)度方案及AGV行走路徑進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以解決上述因素造成生產(chǎn)保障能力偏低的問題。

　　長沙卷_煙廠AGV系統(tǒng)主要用于輔料庫物料輸送，周末與換牌等時(shí)間段的剩余物料返庫回收，并兼送機(jī)臺廢料桶至垃圾站。工作區(qū)域幾乎涉及整個(gè)車間，運(yùn)送范圍大，任務(wù)重。因此，AGV投入使用以來，如何根據(jù)機(jī)臺消耗情況，合理安排托盤輔料配置，保證輔料輸送安全，盡可能使有限的AGV滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，就需要對輔料配盤進(jìn)行研究和分析。

　　AGV控制系統(tǒng)分為地面(上位)控制系統(tǒng)及車載(下位)控制系統(tǒng)。其中，地面控制系統(tǒng)是指AGV系統(tǒng)的固定設(shè)備，主要負(fù)責(zé)任務(wù)分配、車輛調(diào)度、路徑管理、交通管理、自動(dòng)充電等功能；車載控制系統(tǒng)在收到地面系統(tǒng)的指令后，負(fù)責(zé)AGV的導(dǎo)航計(jì)算、導(dǎo)引實(shí)現(xiàn)、車輛行走、裝卸操作等功能。由圖1可見，AGV并不是越多越好，車輛調(diào)度方案及路徑管理設(shè)置對AGV實(shí)際使用效率影響較大。

圖1 AGV系統(tǒng)硬件配置圖

　　目前長沙卷_煙廠自動(dòng)化物流系統(tǒng)使用了12臺AGV，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷變化，初始設(shè)計(jì)的調(diào)度方案和路徑設(shè)置已不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，而且12臺AGV均采用蓄電池供電，按照電池保養(yǎng)說明書要求，每月需要對蓄電池組進(jìn)行補(bǔ)償充電，每季度需要對蓄電池組進(jìn)行放電一充電活化處理。為此，在不同數(shù)量AGV工作條件下，通過對輔料輸送耗時(shí)進(jìn)行分析，優(yōu)化車輛調(diào)度方案及路徑管理設(shè)置，以提高其對生產(chǎn)保障的能力，并為制定現(xiàn)場AGV維護(hù)保養(yǎng)制度提供理論依據(jù)。

　　2.AGV系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)

　　2.1配盤方案的優(yōu)化

　　長沙卷_煙廠AGV輸送輔料包括J區(qū)的成型機(jī)、H區(qū)的PROTOS卷接機(jī)組和GD包裝機(jī)組以及N區(qū)的裝箱機(jī)，同時(shí)還負(fù)責(zé)各機(jī)臺廢料桶的回收。由圖2可知，輔料輸送范圍幾乎涉及整個(gè)車間，且均采用托盤輸送。為保證輔料輸送安全和高效，對托盤的配盤方式進(jìn)行了改進(jìn)。原設(shè)計(jì)中GD包裝機(jī)組的輔料站臺為兩用一備，即小盒與條盒采用一個(gè)托盤配盤，另一個(gè)托盤則為卷筒類輔料。通過對GD實(shí)際生產(chǎn)輔料消耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表1)，將原來精品和普速二代小盒和條盒混合配盤方式，改為小盒和條盒分開以單品牌方式進(jìn)行配盤，同時(shí)對機(jī)臺輔料站臺進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，由原來的兩用一備改為3用(小念條盒及膠帶拉線3個(gè)托盤)。配盤方式改進(jìn)后，因混合配盤而導(dǎo)致運(yùn)送途中輔料跌落現(xiàn)象大幅減少，降低了配盤工的工作量，保證了輔料輸送的安全及高效。

圖2長沙卷_煙廠輔料庫AGV輸送系統(tǒng)示意圖

表1 GD包裝機(jī)組各品牌輔料使用耗時(shí)統(tǒng)計(jì)(h)

注：①白沙：1號位是商標(biāo)類，2號位備用，3號位是卷筒類，4號位是廢料桶；②，③精品、普速二代：1號位是條盒，2號位是煙盒，3號位是卷簡類，4號位是廢料桶；④高速二代：1號位是條盒，2號位是卷筒類，3、4號位是煙盒。

　　2.2調(diào)度方案及路徑設(shè)置優(yōu)化

　　2.2.1調(diào)度方案的優(yōu)化

　　初始設(shè)計(jì)時(shí)，對廢料桶回收和輸送調(diào)度任務(wù)采取的是2個(gè)任務(wù)，一臺AGV負(fù)責(zé)從機(jī)臺回收廢料桶，運(yùn)送到廢料房后報(bào)任務(wù)完成，再由下一臺AGV執(zhí)行輸送空廢料桶任務(wù)。這種方式增加了小車的任務(wù)量。既浪費(fèi)時(shí)間又造成廢料區(qū)門口大量AGV排隊(duì)等待。經(jīng)過分析和論證，對廢料桶回收和輸送調(diào)度方案進(jìn)行了改進(jìn)，即對廢料桶回收和空廢料桶輸送采用一個(gè)任務(wù)執(zhí)行，小車運(yùn)送完廢料桶后不出廢料房，自動(dòng)將空廢料桶輸送到相應(yīng)機(jī)臺。調(diào)度方案改進(jìn)后減少了小車任務(wù)量及小車往返廢料區(qū)的時(shí)間，并減少了機(jī)臺操作人員的工作量，提高了物流運(yùn)行效率。

　　因廢料房與外界直接相連，為保證生產(chǎn)車間整體環(huán)境的溫度和濕度相對恒定，故在AGV進(jìn)入廢料房時(shí)安裝了一道隔離門，AGV距離門1—1.5m范圍內(nèi)隔離門自動(dòng)打開。在初始設(shè)計(jì)時(shí)AGV調(diào)度系統(tǒng)與隔離門之間沒有信息通訊，隔離門是否打開或打開了多少AGV并不知道，因此經(jīng)常出現(xiàn)因隔離門開門不及時(shí)而使AGV小車直接撞倒隔離門的情況，調(diào)度控制系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)真正的閉環(huán)控制。改進(jìn)后增加了一組I/O點(diǎn)采集隔離門是否處于最上端，然后反饋至調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)再通知AGV動(dòng)作，有效保證了AGV設(shè)備的運(yùn)行安全。

　　在機(jī)臺換牌時(shí)，由于AGV無法區(qū)分任務(wù)優(yōu)先級別，仍按照調(diào)度分配任務(wù)順序執(zhí)行，導(dǎo)致?lián)Q牌時(shí)機(jī)臺等待老品牌輔料回庫和新品牌輔料出庫時(shí)間過長，影響換牌時(shí)間及生產(chǎn)效率。調(diào)度方案改進(jìn)后，針對不同任務(wù)采取不同的任務(wù)級別，比如在換牌時(shí)剩余輔料返庫的任務(wù)級別及新輔料出庫任務(wù)級別自動(dòng)提高，可以提高換牌時(shí)的換牌效率。保證盡快恢復(fù)生產(chǎn)；而對廢料桶回收則采用較低的任務(wù)級別，見圖3。

圖3體現(xiàn)任務(wù)優(yōu)先級的調(diào)度方式