原昆明卷煙廠物流系統是于1997年承建的，包含15臺AGV(芬蘭ROCLA公司制造)、4臺堆垛機、3臺穿梭車及貨架、輸送機等設備，應用于生產四部。由于存在AGV導航丟失嚴重、路徑變更困難、電控總線掉線、服務響應慢等問題，昆煙決定于2004年底由昆明船舶設備集團有限公司進行整個系統改造。其中，AGV系統的改造是整個系統改造中的重要一環，改造原則是完全延用原AGV單機及系統的硬件和設備，以軟件更新為重點，進行AGV的程序編制和修改，建立新的導航系統，重作路徑規劃，最終實現能夠完全自主維護和變更調整。
改造前AGV系統調研
1．系統配置
整個系統采用瑞典NDC激光導引7系統平臺，項目應用分布在二、三層樓。
二樓為硬包卷煙區，分配有9臺AGV，共10臺卷煙機組，4臺濾嘴棒成型機組，每個卷煙機組集中了裝封箱機、機器人成品碼垛。AGV除了運送卷煙輔料、絲束包外，還需運送成品煙箱、成品托盤及廢煙、廢料箱。
三樓為軟包卷煙區，分配有6臺AGV，共15臺卷煙機組，4臺濾嘴棒成型機組。AGV運送卷煙輔料。絲束包及廢煙、廢料箱。地面站主控器是NT7000。監控系統為CWAY7，在轄區內控制整個系統中小車的交通管理、作業管理和車輛調度。上與生產調度計算機聯系，接受裝卸貨需求指令，下與車輛保持通訊，監控系統狀態，并下達工作命令。
2．基礎數據和主要特性
AGV基本參數及性能指標見表1、表2。
AGV的蓄電池使用了8年，性能良好。充電時由每個當班人員在AGV監控計算機上分批下達充電命令。以二樓為例，早班下達1、2、3號AGV充電，中班下達4、5、6號AGV充電，晚班下達7、8、9號AGV充電(此時電池容量消耗為60％左右)。接收到充電命令的AGV自動前往充電站，充電完成能自動脫離，重新投入工作。未安排充電的AGV繼續工作。
當值班人員忘記下達充電命令，電池容量消耗到一定值時(一般為80％)，AGV會自動提示請求充電。
充電任務優先級比較高，但如果此時是在執行工作任務之中，則先完成工作任務，再執行充電。
(1)系繞通訊
AGV控制計算機上安裝有1塊PCCOM卡，是NDC專為小車通訊開發的通訊卡，提供4個串口。其中，串口1、2使用RS423協議，連接無線電通訊器，串口3使用RS485協議，連接信號采集器。
主控器NT7000與AGV之間采用SatelLine-2AS無線電通訊，通訊速率為9600Kbps。二、三樓AGV分置不同頻率，以避免干擾。對頻率設置不同的通訊區域，以獲得最大的流暢性。
NT7000與生產調度系統之間采用TCP／IP協議通訊，生產調度系統需安裝開發的接口控件。
NT7000與AGV圖形監控之間采用TCP／IP協議通訊。
(2)信號采集
系統中由于有大量的I／O設備需要連接，所以配備了3個SC7信號采集器。SC7有32個I／O點，其中16個輸入，8個輸出，8個可選擇為輸入輸出。一個SC7用于連接15臺充電機，其余的用于連接機器人站臺和出入庫站臺。
SC7與充電機之間為單向連接，只采集充電機的充電狀態信號。
SC7與機器人之間為雙向連接，有握手信號(機器人有安全光柵，防止工作時人員進入，站臺有高速機組機器人碼垛需要的空托盤組和碼好的成品煙箱托盤)。AGV進入機器人工作區域進行裝貨或卸貨時的工作流程如圖3所示。
(3)運行模式
運行模式分為工作模式和關機模式。
在工作模式時，AGV散開于車間，便于就近工作，提高效率。
在關機模式時，AGV全部返回各自的充電站進行充電，便于AGV再開機工作時電池容量恢復。
(4)導航性能
經過多年的使用，導航性能出現下降，時有丟失導航的情況發生，究其原因，主要有以下幾點：
機組挪動，反射板位置發生偏移；
轉彎段AGV行走速度過快，有些甚至是100％的最大速度，對導航和安全都不利；
在某些地方，特別是三樓，反射板過多，造成反射板之間的Double干擾，而原系統在軟件上缺少足夠的防干擾措施；
AGV更換某些器件(如驅動輪等)后，沒有及時調整相關參數；
7系統平臺的激光導引在導航性能上不如7S和8系統平臺，后者在防干擾上有了很大的改進。
(5)安全防護
前端采用大包圍的防護欄，當發生意外、有障礙物碰撞防護欄時，內置微動開關動作靈敏，小車緊急停車。車體中部裝有紅外線感應開關，當感應到人或物時，AGV減速，但不停止。
在車的左右兩側底部各安裝有對射式光電管，防止AGV轉彎時碰撞到人或地面上放置的物品。
后端裝有接觸面比較大的圓形防護裝置，保證發生碰撞時能緊急停車。
此外，車體后端還裝有向上探測的光電管，用于AGV卸貨時檢測當前站臺是否為空，避免發生貨物之間的碰撞。
AGV安裝的指示燈共有前左、前右、后左、后右四組。前進時，前左、前右燈慢速閃爍；后退時，后左、后右燈慢速閃爍；左拐彎時，前左、后左燈快速閃爍：右拐彎時，前右、后右燈快速閃爍。
報警器在探測到前端有障礙物時鳴叫。
閃爍的燈光和報警器的鳴叫提醒行人注意。
為最大程度地保護車間行人的安全，車間地面用不同顏色的油漆標明AGV行駛的主要通道，提醒行人經過這些路段時需注意安全。
(6)AGV的維護及可操作性
AGV在車體設計與器件布置上充分考慮了用戶維護的方便性。
車體外圍覆蓋件都可以很方便地打開，便于維修檢查。
AGV監控畫面信息較詳細，包括AGV正常、載貨、充電、阻塞等各種信息都能通過多種顏色和文字提示加以表達。特別是在畫面上具有直觀實時的AGV與機組成品碼垛機器人、充電機的接口信號。人員可以很方便地監控AGV狀態，及時發現問題。
維護配備了一臺蓄電池自動加水裝置，以減輕維護人員每周對蓄電池加水一次的勞動強度。
系統配備了一臺完整的AGV系統控制備份機。但是，AGV手動操作器的插口位置過高，不方便操作。
從上述內容分析可以看出，整個系統設計合理，使用可靠，維護方便。但是隨著使用年限的增加，AGV系統運行可靠性降低。影響了整個物流系統能力的發揮。急需改造。
總體改造方案
1．改造目標及方法
系統改造的目標是不改變任何硬件，軟件上由于沒有原系統的源程序，需全部重新編制，包括AGV單機程序、上位程序、反射板測量、路徑規劃等，徹底解決導航的問題。
考慮到用戶使用原系統的習慣性，改造后的程序在使用上應與原來大致相同。
2．改造過程
(1)完成單機程序編制。AGV裝卸貨、行走功能(包括最大速度、指示燈及報警器的使用)、操作面板上的參數顯示、故障提示與原系統一致。所有AGV參數全部重新調整。
(2)建立新的導航系統。盡量使用原反射板。對其中某些多余的、不合適的進行拆除和調整。對于玻璃等反射率比較大的物體產生的假反射線以及反射板之間產生的Double干擾，在軟件上給予解決。
(3)重新測量反射板，重作路徑規劃。充分考慮到車間地面已經標明的AGV通道，改造后的路徑與原系統一致，保證安全性。改變以前轉彎過快的速度，統一為最大0.5m／s，對于一些急彎，速度為0.3m／s。減少路徑上的通訊點，使通訊得以流暢。
(4)完成上位程序，處理流程保持與原來一致。
(5)完成AGV監控畫面。AGV的顏色與文字提示與原來一致，仍能直觀實時地觀察AGV與成品碼垛機器人、充電機的接口信號。語言由英語轉換為中文。
改造效果
系統從改造完成至今已使用兩年多，運行一直很穩定；以前時常丟失導航的問題已基本得到解決；路徑變更很方便。經過多次的AGV專題培訓，用戶維護人員的專業水平得到了提高，值班人員工作強度大大改善。
AGV改造是一個復雜的系統工程，往往是技術要求高，工程量大，涉及面廣，環境受限，時間緊迫。如何將改造工程實施得又快又好，一直是大家關注和追求的目標。
在改造過程中要明確需求，摸清情況，進行仔細全面的分析，做出可行性判斷，然后制定改造方案、實施計劃，最后才是具體實施，完成項目?？傮w而言，前期準備工作相當重要。
