Огляд автоматизованих керованих транспортних систем: системи диспетчеризації та концепція навігації

Автор(и)

  • Патрік Зігфрід Університет прикладних наук Тріра, Шнайдерсхоф, Трир, Німеччина, 54293, Germany https://orcid.org/0000-0001-6783-4518
  • Рамі Арафа Технологічний інститут, Угорський університет сільського господарства та природничих наук MATE, вул. Патер Кароли, 1, Геделло, Угорщина, 2100, Hungary https://orcid.org/0000-0001-7229-427X

DOI:

https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2023.52.0.09

Ключові слова:

автоматизовані керовані транспортні засоби, техніка контролю, локалізація, централізація, децентралізація

Анотація

Проблема. Будучи одним із трьох ключових елементів гнучких виробничих систем (FMS), автоматизовані керовані транспортні засоби (AGV) відіграють значну роль у системах обробки матеріалів. Вони існують вже більше десяти років, переважно в Європі. Раніше AGV використовувалися здебільшого на виробничих лініях, але завдяки недавньому розвитку промисловості вони тепер відіграють життєво важливу роль у різноманітних сферах застосування та сферах, включаючи склади, портові споруди, транспортні системи та навіть медичний сектор. Мета. Метою роботи є аналіз двох методів контролю AGV та шляхів, якими AGV повинен йти під час транспортних операцій, враховуючи безпеку та обмеження для важких вантажів, які необхідно транспортувати в складних умовах. Методологія. У цьому дослідженні ми спробували надати підсумок двох існуючих методів контролю AGV, централізованого та децентралізованого керування, які пропонують основні виробники. Майже всі функціонують централізовано, з єдиним центральним контролером, який контролює весь парк AGV. Автор бачить тенденцію до децентралізованих систем, у яких AGV приймають індивідуальні рішення на користь транспортної гнучкості, надійності та адаптивності. Також надається стисле пояснення добре відомих і зрілих навігаційних технологій, які використовуються AGV у галузі, разом із фізичними та віртуальними шляхами, якими має слідувати AGV під час транспортних операцій, оскільки ці технології стають ключовим питанням з огляду на безпеку обмеження, особливо для важких вантажів, які потрібно транспортувати в складних умовах. Результат. Цей документ охоплює одне з ключових завдань, яке необхідно виконати для керування системою AGV для центральної та децентралізованої архітектури, для якої ми вже надали широкий огляд, а також відмінності між архітектурами та їхні переваги та недоліки. Оригінальність. Автор бачить, що об’єднання різних технік, які застосовуються сьогодення, призведе до нових викликів, а також до інновацій, проте практичне застосування розподіленого керування все ще вимагає подальших досліджень та напрацювань, які базуватимуться на безпеці та екологічності. Практичне значення. Обговорені основні переваги та недоліки різних технологій дозволять в майбутньому підвищити ефективність використання AGV.

Біографії авторів

Патрік Зігфрід, Університет прикладних наук Тріра, Шнайдерсхоф, Трир, Німеччина, 54293

д.т.н., Університет прикладних наук Тріра

Рамі Арафа, Технологічний інститут, Угорський університет сільського господарства та природничих наук MATE, вул. Патер Кароли, 1, Геделло, Угорщина, 2100

Технологічний інститут, Угорський університет сільського господарства та природничих наук MATE

Посилання

Schulze L., Wullner A., (2007) The Approach of Automated Guided Vehicle Systems, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 522–527. https://doi.org/10.1109/soli.2006.328941.

Muller T., (1983) Automated guided vehicles,. https://trid.trb.org/view/488659 (accessed December 26, 2022).

Fazlollahtabar H., Saidi-Mehrabad M., (2015) Methodologies to Optimize Automated Guided Vehicle Scheduling and Routing Problems, Journal of Intelligent and Robotic Systems: Theory and Applications. 77, 525–545. https://doi.org/10.1007/s10846-013-0003-8.

Hans-H., Götting, (1999) Automation and Steering of Vehicles in Ports. Port Technology, 1-16.

Draganjac I., Miklic D., Kovacic Z., Vasiljevic G., Bogdan S., (2016) Decentralized Control of Multi-AGV Systems in Autonomous Warehousing Applications, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 13, 1433–1447. https://doi.org/10.1109/TASE.2016.2603781.

Andreasson H., Bouguerra A., Cirillo M., Dimitrov D.N., Driankov D., Karlsson L., Lilienthal A.J., Pecora F., Saarinen J.P., Sherikov A., Stoyanov T., (2015) Autonomous transport vehicles: Where we are and what is missing, IEEE Robotics & Automation Magazine, 22(1), 64–75. https://doi.org/10.1109/MRA.2014.2381357.

Secchi C., Olmi R., Fantuzzi C., Casarini M., (2014) TRAFCON – traffic control of AGVs in automatic warehouses, Springer Tracts in Advanced Robotics. 94, 85–105. https://doi.org/10.1007/978-3-319-02934-4_5/COVER.

J.P. van den Berg, M.H. Overmars, (2005) Prioritized motion planning for multiple robots, in: 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS, IEEE Computer Society, 430–435. https://doi.org/10.1109/IROS.2005.1545306.

Mahnam M., Yadollahpour M.R., Famil-Dardashti V., Hejazi S.R., (2009) Supply chain modeling in uncertain environment with bi-objective approach, Comput Ind Eng. 56, 1535–1544. https://doi.org/10.1016/J.CIE.2008.09.038.

Smolic-Rocak N., Bogdan S., Kovacic Z., Petrovic T., (2010) Time windows based dynamic routing in multi-AGV systems, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 7, 151–155. https://doi.org/10.1109/TASE.2009.2016350.

Wurman P.R., D’Andrea R., Mountz M., (2008) Coordinating Hundreds of Cooperative, Autonomous Vehicles in Warehouses, AI Mag. 29, 9–9. https://doi.org/10.1609/AIMAG.V29I1.2082.

M. de Ryck, M. Versteyhe, F. Debrouwere, (2020) Automated guided vehicle systems, state-of-the-art control algorithms and techniques, J Manuf Syst. 54, 152–173. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2019.12.002.

Ganesharajah T., Hall N.G., Sriskandarajah C., (1998) Design and operational issues in AGV-served manufacturing systems, Annals of Operations Research 1998. 76, 109–154. https://doi.org/10.1023/A:1018936219150.

Meissner H., Ilsen R., Aurich J.C., (2017) Analysis of Control Architectures in the Context of Industry 4.0, Procedia CIRP. 62, 165–169. https://doi.org/10.1016/J.PROCIR.2016.06.113

I.F.A. Vis, (2006) Survey of research in the design and control of automated guided vehicle systems, Eur J Oper Res. 170, 677–709. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2004.09.020.

Barberá H.M., Quiñonero J.P.C., Izquierdo M.A.Z., Skarmeta A.G., (2003) i-Fork: a flexible AGV system using topological and grid maps. EEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No.03CH37422), 2147 - 2152. https://doi.org/10.1109/ROBOT.2003.1241911

Cawood G.J., Gorlach I.A., (2015) Navigation and locomotion of a low-cost Automated Guided Cart, Proceedings of the 2015 Pattern Recognition Association of South Africa and Robotics and Mechatronics International Conference, PRASA-RobMech 2015. 83–88. https://doi.org/10.1109/ROBOMECH.2015.7359503.

Song J., (2011) Electromagnetic induction sensor of navigation system for spraying robot, Advances in Intelligent and Soft Computing. 112, 175–181. https://doi.org/10.1007/978-3-642-25194-8_21/COVER.

Szpytko J., Hyla P., (2011). Automated Guided Vehicles Navigating Problem In Container Terminal. Logistics and Transport, 2(13), 107 – 116 https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85076862751&partnerID=40&md5=5929fe9e5907edf814ea0ce95699321a

Vale A., Ventura R., Lopes P., Ribeiro I., (2017) Assessment of navigation technologies for automated guided vehicle in nuclear fusion facilities, Rob Auton Syst. 97, 153–170. https://doi.org/10.1016/j.robot.2017.08.006.

Feledy C., Schiller M., (2017) A State of the Art Map of the AGVS Technology and a Guideline for How and Where to Use It,. (Master thesis) https://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8911830/file/8911832.pdf (accessed December 18, 2022).

Lee S.Y., Yang H.W., (2012) Navigation of automated guided vehicles using magnet spot guidance method, Robot Comput Integr Manuf. 28, 425–436. https://doi.org/10.1016/J.RCIM.2011.11.005.

Andersson U., (2013) Laser Navigation System for Automatic Guided Vehicles. From Research Prototype to Commercial Product.

Durrant-Whyte, H., & Bailey, T. (2006). Simultaneous Localization and Mapping (SLAM): Part I The Essential Algorithms. Robotics and Automation Magazine 13 (2): 99–110. https://doi.org/10.1109/MRA.2006.1638022

Santana A.M., Aires K.R.T., Veras R.M.S., Medeiros A.A.D., (2011) An Approach for 2D Visual Occupancy Grid Map Using Monocular Vision, Electron Notes Theor Comput Sci. 281, 175–191. https://doi.org/10.1016/J.ENTCS.2011.11.033

Monostori L., Valckenaers P., Dolgui A., Panetto H., Brdys M., Csáji B.C., (2014) Cooperative Control in Production and Logistics, IFAC Proceedings. 47, 4246–4265. https://doi.org/10.3182/20140824-6-ZA-1003.01026.

Parker C.A.C., Zhang H., (2009) Cooperative decision-making in decentralized multiple-robot systems: The best-of-N problem, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 14, 240–251. https://doi.org/10.1109/TMECH.2009.2014370

Bortolini M., Galizia F.G., Mora C., (2018) Reconfigurable manufacturing systems: Literature review and research trend, J Manuf Syst. 49, 93–106. https://doi.org/10.1016/J.JMSY.2018.09.005

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-07-07

Як цитувати

Зігфрід, П. ., & Арафа, Р. . (2023). Огляд автоматизованих керованих транспортних систем: системи диспетчеризації та концепція навігації . Автомобільний транспорт, (52), 80–88. https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2023.52.0.09

Номер

Розділ

ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ