智能工厂 自动导引车 通用技术要求

智能工厂自动导引车通用技术要求General technical requirements for automatic guided vehicle of intelligent factory目 次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14缩略语15自动导引车系统组成26系统模块27数据要求38安全要求59性能要求6智能工厂自动导引车 通用技术要求1范围本文件规定了自动导引车的功能要求和性能要求。本文件适用于自动导引车在智能工厂内的集成。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。GB/T 30030-2013自动导引车（AGV）术语3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1自动导引车（AGV） automated guided vehicle （AGV）装备有电磁或光学等自动到阴装置，由计算机控制，以轮式移动为特征，自带动力转换装置，并且 能够沿规定的导引路径自动行驶的运输工具，一般具有安全防护、移载等多种功能。来源:GB/T 30030-2013，定义2.13.2上位控制系统host control system用于自动导引车调度和监控的计算机软件及其相关器件的总称。来源:GB/T 30030-2013，定义2.43.3路径path自动导引车从当前位置到目标位置的行驶路线。3.4事件event用于记录系统运行时的关键信息及故障信息。下列缩略语适用于本标准。AGV ：自动导引车(Automated Guided Vehicle)AGVS：自动导引车系统(Automated Guided Vehicle System)LCS:生产线控制系统(Line Control System)MES：制造执行系统(Manufacturing Execution System)WMS：仓储管理系统(Warehouse Management System)WCS：仓储控制系统(Warehouse Control System)5自动导引车系统组成自动导引车系统组成见图1，由调度层和设备层两部分组成。调度层接收管理层下发的任务数据，并反馈任务执行的状态数据；对AGV下发任务数据及接收任务 状态数据，完成对自动导引车(AGV)的管理和调度。包括调度管理、接口管理、监控管理和系统管理 功能。设备层为自动导引车。管理层为自动导引车系统的上位控制系统(如MES、WMS、WCS、LCS等)，向调度层下发任务，接收 调度层的反馈信息。图1自动导引车系统组成6系统模块6.1调度管理6.1.1调度管理功能对系统中运行的任务和AGV进行统筹调度管理，应包含以下功能：a）任务管理:处理系统运行过程中的各种任务，包括对任务进行接收、规划和派发等管理。b）车辆管理:对AGV进行统筹调度，包括车辆分配、运行控制、信息采集、充电及故障处理等。c）交通管理：对AGV进行交通管制，包括路径规划和锁死报告等。d）仿真管理：模拟虚拟AGV，完成调度模拟功能。6.1.2调度控制模式自动导引车调度系统一般应具有以下控制模式:a）本地模式：在该模式下，自动导引车不接受调度系统调度和管理，具备单机独立运行能力；b）本地交通模式：在该模式下，自动导引车接受调度系统交通管理，但不接受调度管理指令，具备 单机独立运行能力；c）上位模式：在该模式下，自动导引车接受调度系统统筹调度和管理，不具备单机独立运行能力。6.1.3车辆分配自动导引车调度系统一般应具有以下分配策略：a）时间最优策略：以距离目标点时间最短为原则，进行车辆分配；b）距离最优策略：以距离目标点路程最短为原则，进行车辆分配；c）权值最优策略：综合时间最优、距离最优、寻路优先级等因素，进行车辆分配。6.1.4任务调度策略：自动导引车调度系统一般应具有以下调度策略：a）优先级策略：按任务优先级进行任务调度和管理；b）时间优先策略：按任务启动时间先后顺序进行任务调度和管理。6.2接口管理能够实现与相关系统之间的数据交互，应包含以下功能：a）调度层与管理层之间数据接口管理；b）调度层与设备层之间数据接口管理；c）与其它相关系统数据接口管理。6.3监控管理能够显示自动导引车系统运行状态，应包含以下功能：a）故障报警：对AGV运行时的异常状态进行提示及报警;b）任务监控：对任务的执行状态进行实时监控；c）车辆监控：对AGV的运行状态进行实时监控；d）图形监视：对AGV的运行状态实现图形化显示；e）数据统计：提供对任务历史数据的查询统计功能；f）事件查询：提供事件日志查询功能。6.4系统管理提供调度层系统通用配置管理，应包含以下功能：a）用户管理：对用户进行添加、编辑，删除及密码设置等管理；b）权限管理：基于角色和资源的用户权限管理。不同的用户有不同的角色，不同的角色有不同的资 源，资源指向各类操作权限；c）配置管理：对调度层系统的配置项管理，可包含通用配置、界面配置及系统规划配置等；d）事件管理：用于记录系统运行时的关键信息及故障信息，可包含任务、车辆及系统信息。7数据要求 7.1接口定义7.1.1管理层与调度层接口定义管理层与调度层之间的接口实现方式，一般有以下几种：a）Web API 服务接口；b）Web Service 服务接口；c）报文通讯接口（TCP/IP、UDP协议等）；d）数据库中间表接口；e）动态链接库接口；f）基于PLC的通讯接口等。7.1.2调度层与设备层接口定义调度层与AGV之间的接口实现方式，一般有以下几种：a）报文通讯接口（TCP/IP、UDP协议等）；b）Web API 服务接口；c）Web Service 服务接口等。7.2通信数据要求7.2.1管理层与调度层接口数据要求管理层向调度层下发的数据可包含：a）任务号：上位控制系统给任务指定的唯一标识；b）任务优先级：上位控制系统给任务指定的优先等级，决定任务执行时的优先次序;c）源地址：上位控制系统给任务指定的起始地址；目标地址：上位控制系统给任务指定的目标地址；e）操作类型：上位控制系统给任务指定的操作类型；f）系统心跳：表示管理层系统是否在正常运行。调度层向管理层反馈的数据可包含：a）任务号：上位控制系统给任务指定的唯一标识；b）任务状态：当前任务执行状态，可包括任务已启动、操作完成、任务取消等；c）车辆编号：AGV在系统中的唯一标识；d）当前地址：AGV当前在系统中的所在地址；。）目标地址：AGV移动的目标地址；f）运行模式：AGV当前的运行模式，可包括手/自动、本地/上位等；g）运行状态：AGV的实时运行状态，可包括低电量、行走中、操作中、停止状态等;h）系统心跳：表示调度层系统是否在正常运行。7.2.2调度层与设备层接口数据要求调度层向设备层下发的数据可包含：成目标地址：AGV当前移动的目标地址；b）操作类型：AGV当前所要执行的操作类型，用于区分装货、卸货等不同的操作；c）扩展参数：AGV当前移动任务的扩展参数，用于满足不同应用的参数差异化需求；d）路由信息：AGV移动的路由信息。e）行驶参数：AGV移动的行驶参数，可包含行驶距离、行驶速度等。设备层向调度层反馈的数据可包含：a）车辆编号：AGV在系统中的唯一标识；b）当前地址：AGV当前在系统中的地址；。）目标地址：AGV当前移动的目标地址；d）当前速度：AGV当前的运行速度；e）位置数据：AGV当前在系统中的位置数据，可包含X坐标、Y坐标、角度值等数据；f）操作类型：AGV当前所要执行的操作类型，用于区分装货、卸货等不同的操作；g）运行模式：AGV的当前运行模式，可包含手动/自动、本地/上位等；h）运行状态：AGV的实时运行状态，可包含低电量、行走中、操作中、停止状态等；i）事件数据：AGV运行时的关键信息及故障信息，可包含行驶状态、导航状态、操作状态、通讯状 态等数据。8安全要求8.1控制安全要求自动导引车系统应对系统运行异常、车辆运行异常情况进行鉴别和报警提示，包括但不限于：a）上层管理系统心跳异常：当检测到上层管理系统心跳异常时，应能鉴别，进行报警提示，并能 将系统中所有车辆切换成本地模式暂停运行；b）车辆运行异常：当检测到车辆运行异常（急停、操作失败、导航丢失等）时，应能鉴别，进行 报警提示。自动导引车应具有多级安全报警机制，包括人机交互界面报警、非接触式防碰保险杠、接触式防碰 保险杠、急停按钮等，可以在各种情况下保证AGV系统以及AGV周边操作人员及设备安全。8.2系统安全要求自动导引车系统安全应满足以下要求：a）自动导引车系统应支持分布式部署，即调度系统、监控系统及数据库部署在两台或多台服务器 上，以保证系统的安全。b）对于自动导引车系统的外部接口应指定固定端口，应使用安全的传输协议，可以实现数据的加 密传输。8.3用户身份鉴别用户身份鉴别包括一般用户和系统用户（如系统管理员）的身份进行标识和鉴别，应从以下方面设 计和实现：a）用户新建：新建自动导引车系统的用户，凡需进入系统的用户，应先进行标识（建立账号），设定口令和权限等信息。b）用户登录：对登录到自动导引车系统的用户，应采用口令进行鉴别，口令应是不可见的，具有相应的抗攻击能力，并在存储时有安全保护。c）用户修改：对自动导引车系统的用户账号，应具备口令和权限等信息修改的功能。d）用户删除：对自动导引车系统的用户账号，应具备账号删除的功能。8.4备份与故障恢复自动导引车系统应提供重要信息的备份功能，当由于某种原因引起系统异常中断或信息丢失时，提 供对所备份信息进行信息恢复的功能。9性能要求9.1路径规划区域范围自动导引车系统的路径规划区域范围应不小于1000 m2。9.2任务并发数量自动导引车系统的任务并发数量处理能力应不小于20条任务。9.3车辆调度能力自动导引车系统的车辆调度能力应不小于10台车。9.4任务响应时间自动导引车系统的任务响应时间应不大于2000 ms。9.5车辆响应时间自动导引车系统的车辆响应时间应不大于2000 ms。9.6系统可靠性自动导引车系统的有效工作率应不小于95%。