虚拟区域定位技术在人机混合库房中的应用

引言

目前大部分仓储、库房物料种类繁多,大小不一,无论是采用巷道堆垛机搬运储存,还是利用铲车、天车人工识别寻找物料,人工参与搬运,整个过程无法做到全部无人化,不仅效率低,而且人员和设备都在仓储区运转,存在很大的安全隐患。这就促成了一部分市场需求一对原库房管理进行升级改造,该改造响应了国家号召的工业4.0战略,能够提高用户的现代化管理水平。

我公司根据市场需求,与专业软件技术开发公司合作,采用一种新的LocalSense虚拟区域定位技术来解决上述问题,它可以设置虚拟围栏和通道,人员路线和设备路线永远不会重叠,既快捷又安全地解决人机混合库房内物料区域/安全通道划分、人员/物料/设备定位等管理问题。

1LocalSense虚拟区域定位技术介绍及系统架构

虚拟区域定位技术能实现关键位置定位,是工业4.0工业信息化与智能化的重要组成部分,它很好地解决了工业现场供应链组件、设备、车辆与人员精确定位的问题,而精确定位是生产组织过程信息化、大数据化、智能化的前提。

LocalSense通过在库房建立定位基站,利用无线脉冲测距来实现位置检测,将实际区域划分为虚拟区域网格,通过人员、设备及物料佩戴、张贴发射牌形式,区别各点位置信息、路径信息,将各信息反馈上传监控终端来统一进行安全管理、记录、发出警告以及上传管理设备的MES系统进行强行干预停机。LocalSense虚拟区域定位系统的架构如图1所示。

2应用实例

上海某库房,长120m、宽28m,一端为出入口,部分物料由于大小统一可以实现货架式巷道堆垛管理,其他物料由于大小、重量、吊装点无法统一,采用传统人工操作行车搬运,这一部分区域第一存在安全隐患,第二通过人员找寻上万种零部件显然严重影响工作效率。为解决这两个问题,我公司采用了虚拟定位管理技术方案。库房区域规划如图2所示。

2.1物料管理过程描述

物料管理前必须对所有种类物料进行采集,将物料按大小、重量、保证、外型、数量、常用件等进行分类,对库区合理划分区域,采用地面画线对照软件虚拟划分网格,如大件类按其最边界尺寸提前将地面划分出大格区域,同时控制系统内也设定同样大小的区域,区域编号与虚拟区域编号一一对应:如带包装物可堆放物料,按其重量、尺寸、允许堆放层数来划分区域位置。

物料进场采用自动外形扫描来对物料进行外边界尺寸采集,吊钩电子秤显示物料重量,人工输入打码扫码一体机,对物料打出二维码条并贴在物料醒目处,此二维码信息也在后台自动记录:待物料输入完成后,设备自动吊入库区位置,定位精度在10cm范围内,由于物料吊装无法自动完成,人员要进入仓储区域辅助卸吊具,摆放完成后,遥控器确认发送给上级MES系统进行属性标定:出库时,在系统内调出出库物料信息,点击物料编号输出出库指令,此指令通过MES系统提交给PLC控制的起重设备,根据编程路线到达指定物料位,人员根据起重设备所停放位置手持遥控器进入物料区域,人工干预挂钩,在确认给出指令后,起重设备自动通过编程路线到达设备发货区域并等待,等人员扫码确认后将其装车运走,同时给出任务完毕指令,后台自动记录此次发货完成。

2.2基础位置、电子围栏

在货物两侧划分出安全通道,中间规划成货物吊装通道,从管理上做到人物分离。

2.3人员安全管理

人员虚拟通道设定:在电脑上画出人员安全通道,与实地通道对应,当人员越过通道边线时,库房墙壁上的警报响起,如果人员太靠近吊运设备,吊运设备报警并随时停车:人员通过安全帽带的或身上佩戴的工作卡(含锂电池)进入工作区,人所走路线被记录。

2.4设备安全管理

设备也可携带发射装置,从而获得实时位置信息,在行车的吊具上安装就可让其避让人员、物料及设备。

2.5摄像头联动、轨迹记录

在设定区域内行进的人和设备在系统内全部记录,以备后期查询:如在必要处安装摄像头,还可做到摄像头跟随移动影像转动,更大范围地记录现场状态。

2.6库存模拟显示

系统在软件界面依据库存规划情况动态显示行车运行状态,同时物料属性、系统的通信状态、行车定位坐标、故障信息等在界面其他空间静态显示。

2.7起重设备升级改造

对原有设备进行升级改造(图3),改造内容如下:(l)现场设立中控室,远程无线控制起重设备:(2)电机全部更换为变频电机,并加装编码器:(3)钩头部位安装车载型发射装置:(4)吊钩组加装电子秤,并通过信号发送到中控室:(5)起重设备加装PLC控制系统:(6)设计加装多功能遥控器:(7)电控加装防摇摆功能。

2.8功能

(1)能根据用户设置自动生成规划界面,库房管理监控界面能清晰反映整个料场物料存放状态:

(2)能按照用户自定义方式规划料场:

(3)监控界面能动态显示行车作业模拟情况及行车当前运行状态、位置信息:

(4)界面能显示物料属性,当鼠标点击物料时,此物料的全部属性数据如位置信息、入库时间等能即时显示。

3结语

目前,人机混合库房非常普遍,其升级改造市场潜力很大。LocalSense虚拟区域定位技术为新兴技术,对比其他区域管理及精确定位技术具有明显的经济性优势,合理运用可以很好地满足用户要求,市场空间巨大。