【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展、工業(yè)4.0概念的普及以及中國制造2025等政策的發(fā)布實施,工業(yè)制造與倉儲領(lǐng)域的企業(yè)希望采用新的科技手段,以實現(xiàn)更高效、穩(wěn)定的工作生產(chǎn)環(huán)境�，F(xiàn)有的倉儲物流與生產(chǎn)制造企業(yè)缺少軟硬件平臺支持,在實際運作中大多使用人力執(zhí)行配送任務(wù),既導(dǎo)致人力資源的浪費,也限制了工作效率。針對上述問題,本文設(shè)計與實現(xiàn)了智能裝備WCS(warehouse control system)總控管理系統(tǒng),即WCS系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實時監(jiān)控調(diào)度AGV、提升機等物流自動化設(shè)備,保障了倉儲和生產(chǎn)的高效性與準確性。本文首先通過對智能倉儲的背景與國內(nèi)外現(xiàn)狀的闡述,對市場前景進行了分析。并對部分相關(guān)技術(shù)進行概述,以作為軟件設(shè)計的基礎(chǔ)。其次,基于WCS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點,開展了需求分析,明確了系統(tǒng)的功能需求以及非功能性需求。然后針對需求從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、功能模塊設(shè)計與數(shù)據(jù)庫設(shè)計三個方面開展了WCS系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。本系統(tǒng)在傳統(tǒng)WCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一層總控服務(wù),在路徑計算、任務(wù)下發(fā)以及反饋結(jié)果等功能的基礎(chǔ)上,新增任務(wù)分解、任務(wù)調(diào)度、任務(wù)優(yōu)先級調(diào)整、倉庫管理、地圖管理等功能。在系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)階段,采用基于Spring+SpringMVC+Mybatis的技術(shù)搭建系統(tǒng)基礎(chǔ)框架,集成Socket技術(shù)提供通訊服務(wù)。為了實現(xiàn)通訊模塊的高性能和可擴展性,采用開源的Mina框架構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境。同時,對WCS系統(tǒng)中各個智能硬件設(shè)備的通訊消息格式進行統(tǒng)一規(guī)范以方便解析傳輸數(shù)據(jù)。并通過包含位置信息的二維碼作為空間點位的方式建立柵格式地圖模型,為路徑規(guī)劃提供地圖信息。除此之外,為了確保規(guī)劃出的路徑的正確性及穩(wěn)定性,采用啟發(fā)式A*算法計算路徑。根據(jù)不同應(yīng)用場景和工作流程將任務(wù)調(diào)度分為充電任務(wù)調(diào)度、AGV任務(wù)調(diào)度跟提升機任務(wù)調(diào)度。為與此同時,采用基于時間窗的策略預(yù)防和解決多AGV任務(wù)調(diào)度過程中出現(xiàn)的路徑?jīng)_突。最后,本文對WCS系統(tǒng)功能和性能展開了測試與分析。其中,功能測試通過不同場景下測試用例的設(shè)計與執(zhí)行而展開,性能測試的依據(jù)則是模擬報文大小。本文設(shè)計實現(xiàn)的WCS系統(tǒng)在正式上線運行后,根據(jù)實際工作流程中的問題反饋及性能監(jiān)控表明,系統(tǒng)已滿足功能與非功能需求。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了自動化物流設(shè)備的運輸能力,優(yōu)化了傳統(tǒng)倉儲與生產(chǎn)的過程,從而降低了人力成本,提高了工作效率。
【圖文】：

無數(shù)個且有限的二維碼根據(jù)已經(jīng)設(shè)計的地圖，按照統(tǒng)一的坐標系鋪設(shè)二維碼，模擬地圖，其示例圖如圖 4.7 所示。圖4.7 模擬地圖示意圖由圖 4.7 可知，碼值為 1 的二維碼地標，鋪設(shè)在（x：1000mm，y：1000mm）的位置。無數(shù)且有限這樣的地標構(gòu)成了整個地圖的模型。下面是地圖管理的總類圖，如圖 4.8 所示。由 4.8 圖可知，地圖管理的類圖均是遵守 MVC 的方式構(gòu)建的，AreaPO 為區(qū)域?qū)嶓w類，WCSPointPO 是二維碼地標的實體類

路徑轉(zhuǎn)換策略就是將路徑轉(zhuǎn)換為 AGV 的動作指令，通過模擬一段 AGV 行走的示意圖詳細描述，如圖 4.20 所示。圖4.20 路徑轉(zhuǎn)換示意圖根據(jù)地圖建立的坐標系，AGV 起點在二維碼編號為 000333 的位置，其坐標為x=1000，y=1000，，小車初始朝向為 90 度。它的路徑是經(jīng)過碼值 000027，然后到達碼值為 000330 的地方頂起貨架，最后回到 000333 的位置放下貨架。結(jié)合前文通訊模塊
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：F426.4;TP311.52

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本文編號：2694164