凌晨一點(diǎn)半我被現(xiàn)場(chǎng)值班工程師的電話叫醒。對(duì)方說(shuō)兩輛AGV在成品庫(kù)通道里面對(duì)面頂住了后面拖著整托盤(pán)鈑金件誰(shuí)也動(dòng)不了后臺(tái)只顯示任務(wù)超時(shí)卻沒(méi)有明確報(bào)錯(cuò)。我打開(kāi)調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)拓?fù)鋱D一看兩輛車確實(shí)停在同一條雙向路段的中間前后各有任務(wù)在排隊(duì)等待整個(gè)區(qū)域的搬運(yùn)已經(jīng)停擺了十分鐘。這種經(jīng)歷做AGV項(xiàng)目實(shí)施的人應(yīng)該都不陌生。說(shuō)得直白一點(diǎn)AGV調(diào)度系統(tǒng)真正的考驗(yàn)從來(lái)不在驗(yàn)收演示而是在多車并發(fā)、任務(wù)突發(fā)、設(shè)備故障的深夜。這篇文章我想從頭到尾梳理一遍AGV調(diào)度系統(tǒng)它到底在調(diào)度哪幾樣?xùn)|西、核心架構(gòu)長(zhǎng)什么樣、主流的調(diào)度和交通管理算法怎么選、怎么和MES/WMS配合以及我在多個(gè)項(xiàng)目里踩過(guò)的那些真正傷筋動(dòng)骨的坑。如果你是剛接觸智能物流的工程師或者正準(zhǔn)備上AGV項(xiàng)目的產(chǎn)線管理者這篇文章應(yīng)該能幫你省下不少試錯(cuò)費(fèi)。1. 先搞清楚調(diào)度對(duì)象AGV調(diào)度系統(tǒng)到底在調(diào)度什么1.1 表面上調(diào)的是車實(shí)質(zhì)上調(diào)的是任務(wù)、路徑和資源如果只說(shuō)AGV調(diào)度系統(tǒng)就是調(diào)車這句話對(duì)但很容易誤導(dǎo)人。只盯著車你會(huì)沒(méi)法解釋很多現(xiàn)場(chǎng)情況。比如兩輛車同時(shí)空閑A車距離任務(wù)點(diǎn)5米B車距離8米為什么調(diào)度系統(tǒng)選了B車因?yàn)樵谡鎸?shí)業(yè)務(wù)里決策維度至少有四個(gè)層面任務(wù)緊急程度、車輛可用狀態(tài)、路徑通行代價(jià)、未來(lái)一段時(shí)間的任務(wù)預(yù)測(cè)。只看距離是典型的局部最優(yōu)思維。所以做項(xiàng)目時(shí)我習(xí)慣把調(diào)度對(duì)象拆成三部分講清楚任務(wù)流任務(wù)來(lái)源、優(yōu)先級(jí)、節(jié)拍要求、超時(shí)閾值。產(chǎn)線換料和成品入庫(kù)緊急程度完全不同。路徑資源節(jié)點(diǎn)、路段、站點(diǎn)、充電位、禁行區(qū)。路徑不是一條線而是一張共用路網(wǎng)。車輛資源位置、姿態(tài)、電量、載重、自動(dòng)或人工模式。每輛車在不同時(shí)刻的可用性都不一樣。這三部分相互耦合。舉個(gè)例子A點(diǎn)急需一批物料但離A點(diǎn)最近的AGV電量只剩18%單程過(guò)去要10分鐘來(lái)回20分鐘按當(dāng)前電量可能回不到充電樁。如果系統(tǒng)只看距離直接把這臺(tái)車派出去最壞的結(jié)果是車在半路低電量報(bào)警任務(wù)沒(méi)完成還要再派一輛車去救援。調(diào)度系統(tǒng)真正要做的是在任務(wù)完成和車輛安全之間找平衡。1.2 地圖、站點(diǎn)、交通規(guī)則地基比算法更值得花時(shí)間調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的前提是一套準(zhǔn)確的基礎(chǔ)模型。大量項(xiàng)目最后排查出來(lái)的根因往往是一些非?；A(chǔ)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。比如站點(diǎn)表里的坐標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)物理位置差了半米在寬通道里可能沒(méi)事到了巷道口就會(huì)頻繁觸發(fā)超差報(bào)警又比如地圖上有兩條路徑在拓?fù)渖蠜](méi)有建立正確的連接關(guān)系A(chǔ)GV到了岔路口只能停下等人工處理。我建議項(xiàng)目啟動(dòng)前至少花兩周時(shí)間把這六類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)核對(duì)完基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作用常見(jiàn)問(wèn)題站點(diǎn)表定義AGV可?？课恢冒ㄉ舷铝宵c(diǎn)、充電位、緩存位站點(diǎn)坐標(biāo)與現(xiàn)場(chǎng)不一致任務(wù)到達(dá)后對(duì)不上位地圖拓?fù)涠x節(jié)點(diǎn)與路段的關(guān)系轉(zhuǎn)彎和變道邏輯岔路口缺節(jié)點(diǎn)車輛到路口無(wú)法轉(zhuǎn)向路徑規(guī)則單向、雙向、時(shí)段限行、禁行區(qū)域規(guī)則與現(xiàn)場(chǎng)物理隔離不一致車走了一半發(fā)現(xiàn)無(wú)路可走車輛參數(shù)車長(zhǎng)、轉(zhuǎn)彎半徑、最大速度、加速度參數(shù)與實(shí)際車輛型號(hào)不符路徑動(dòng)畫(huà)看著流暢但執(zhí)行偏差大充電資源充電樁位置、觸發(fā)電量、滿充策略充滿判據(jù)太嚴(yán)車輛長(zhǎng)時(shí)間占用充電位異常事件報(bào)警碼、故障碼、人工解除邏輯報(bào)警碼不統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)人員看不懂只能重啟系統(tǒng)這六類數(shù)據(jù)看似枯燥但后期所有算法參數(shù)和調(diào)度決策都要建立在它們之上。很多軟件Demo演示流暢一到現(xiàn)場(chǎng)就各種問(wèn)題往往就是交付前沒(méi)把基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做扎實(shí)。1.3 分清調(diào)度系統(tǒng)和車載控制系統(tǒng)排錯(cuò)能省一半時(shí)間還有一個(gè)常見(jiàn)的概念混淆調(diào)度系統(tǒng)不等于車載控制系統(tǒng)。我習(xí)慣用三層模型來(lái)講業(yè)務(wù)系統(tǒng)層MES/WMS關(guān)心物料從哪到哪調(diào)度系統(tǒng)層關(guān)心哪臺(tái)車執(zhí)行、走哪條路徑、什么時(shí)候出發(fā)、誰(shuí)讓誰(shuí)車載控制層關(guān)心車沿著路徑怎么走穩(wěn)、怎么剎車、怎么避障調(diào)度系統(tǒng)做的決策最終要交給車載控制器執(zhí)行?，F(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的車不動(dòng)了先判斷是哪一層的問(wèn)題如果車載端報(bào)驅(qū)動(dòng)故障或安全急停調(diào)度系統(tǒng)再聰明也沒(méi)用如果車載端一切正常但調(diào)度系統(tǒng)不下發(fā)指令那就要查任務(wù)分配邏輯。把這一層一層排查的思路理清了比什么調(diào)試工具都有效。很多人一上車就懷疑調(diào)度算法結(jié)果查了半天是傳感器松了。2. 核心架構(gòu)拆解調(diào)度引擎、車載執(zhí)行與通信定位的三角關(guān)系2.1 調(diào)度引擎每時(shí)每刻都在回答三個(gè)問(wèn)題調(diào)度引擎是整個(gè)系統(tǒng)的心臟。不管界面多花哨引擎的本質(zhì)是一個(gè)狀態(tài)循環(huán)接收任務(wù)、查詢車輛狀態(tài)、生成指派、下發(fā)指令、等待反饋、再次查詢。它每一輪決策其實(shí)是在回答三個(gè)問(wèn)題誰(shuí)去干根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)和車輛狀態(tài)選出最合適的車輛怎么走計(jì)算一條當(dāng)前代價(jià)最小的路徑避開(kāi)擁堵和禁行區(qū)怎么讓多車同時(shí)要經(jīng)過(guò)同一路段時(shí)決定誰(shuí)先走、誰(shuí)等待實(shí)際工程里的調(diào)度引擎通常包含任務(wù)管理、車輛狀態(tài)、路徑規(guī)劃、交通管理、指令收發(fā)五個(gè)模塊。這五個(gè)模塊各司其職但也耦合緊密。任務(wù)管理模塊排出優(yōu)先級(jí)隊(duì)列車輛狀態(tài)模塊實(shí)時(shí)更新電量與位置路徑規(guī)劃模塊輸出路線交通管理模塊決定鎖的申請(qǐng)與釋放指令收發(fā)模塊把結(jié)果下發(fā)給車輛。想提醒的是引擎的性能不完全等于算法先進(jìn)還取決于狀態(tài)同步的快慢。如果車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)延遲三秒再好的決策算法也是閉著眼開(kāi)車。2.2 車載執(zhí)行端不是聽(tīng)話的啞巴車載控制器不是只執(zhí)行指令的工具它有自己的安全邏輯比如急停、避障、超差保護(hù)。這些邏輯如果調(diào)度系統(tǒng)一概不知就會(huì)出現(xiàn)決策前提失真的情況。舉一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景一輛AGV在窄巷道橫移時(shí)激光雷達(dá)檢測(cè)到前方有異常凸起物自動(dòng)停車。如果車載端沒(méi)有把非任務(wù)性停車這個(gè)狀態(tài)實(shí)時(shí)上報(bào)給調(diào)度系統(tǒng)后臺(tái)會(huì)一直顯示車輛運(yùn)行中。調(diào)度系統(tǒng)以為車在往前走實(shí)際上車已經(jīng)停下五分鐘了接下發(fā)的任務(wù)分配全建立在錯(cuò)誤前提上。所以在設(shè)計(jì)通信協(xié)議時(shí)一定要明確狀態(tài)上報(bào)的粒度位置上報(bào)頻率、狀態(tài)變化事件、故障碼。寧可多花功夫定義消息字段也不能靠后臺(tái)輪詢猜現(xiàn)場(chǎng)。2.3 通信延遲和定位誤差直接影響調(diào)度策略選擇調(diào)度系統(tǒng)的決策質(zhì)量依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)而實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)依賴通信鏈路和定位系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)常用Wi-Fi、私有射頻、5G專網(wǎng)。不管用哪種通信延遲和丟包率會(huì)直接限制調(diào)度策略的選擇。假設(shè)一臺(tái)AGV的位置刷新頻率是1Hz那調(diào)度系統(tǒng)看到的車輛位置最多是1秒前的。如果現(xiàn)場(chǎng)車速2m/s車輛實(shí)際已經(jīng)跑出兩米按舊位置做避讓計(jì)算誤差就會(huì)放大。所以很多系統(tǒng)在計(jì)算路段占用和避讓距離時(shí)會(huì)引入位置余量或安全鎖距離本質(zhì)上是為通信和定位的不確定性留出緩沖。這部分可以這樣理解調(diào)度系統(tǒng)像一個(gè)交通指揮中心但它看到的車是有延遲的。如果指揮中心看到的畫(huà)面滯后嚴(yán)重它就不敢讓車高速密集通行。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)如果要求高節(jié)拍高效率通信和定位的投入不能省。2.4 部署形態(tài)本地機(jī)房還是邊緣計(jì)算調(diào)度系統(tǒng)通常部署在本地機(jī)房或現(xiàn)場(chǎng)邊緣服務(wù)器因?yàn)楫a(chǎn)線業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求高不適合完全依賴公網(wǎng)云。部署形態(tài)會(huì)影響很多設(shè)計(jì)本地方案網(wǎng)絡(luò)延遲低但需要機(jī)房值守邊緣方案更靈活但要處理設(shè)備冗余和斷電恢復(fù)。有的項(xiàng)目在初期部署時(shí)只配了一臺(tái)服務(wù)器調(diào)度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)都裝在同一臺(tái)機(jī)器上。車輛數(shù)少的時(shí)候沒(méi)問(wèn)題到三十臺(tái)以上數(shù)據(jù)庫(kù)I/O和調(diào)度計(jì)算搶資源系統(tǒng)響應(yīng)就開(kāi)始變慢。我的建議是數(shù)據(jù)庫(kù)和調(diào)度服務(wù)分開(kāi)部署至少分開(kāi)磁盤(pán)I/O路徑。這不是什么高深的架構(gòu)技巧但能明顯降低后期排障難度。3. 算法選型沒(méi)有萬(wàn)能鑰匙只有適合現(xiàn)場(chǎng)的策略組合3.1 任務(wù)分配從先到先服務(wù)到動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)打分調(diào)度算法沒(méi)有絕對(duì)最優(yōu)只有在約束條件下較優(yōu)。最基礎(chǔ)的出發(fā)點(diǎn)是任務(wù)優(yōu)先級(jí)?；A(chǔ)場(chǎng)景用FCFS先到先服務(wù)任務(wù)均勻時(shí)簡(jiǎn)單穩(wěn)定。產(chǎn)線場(chǎng)景用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列緊急換料、缺料呼叫可以插隊(duì)。高階場(chǎng)景用動(dòng)態(tài)打分把任務(wù)的緊急程度、車輛剩余電量、累計(jì)行駛里程、充電需求綜合加權(quán)。我一般建議先做靜態(tài)優(yōu)先級(jí)把業(yè)務(wù)規(guī)則固化跑通后再加動(dòng)態(tài)因子。如果一上來(lái)就上動(dòng)態(tài)打分參數(shù)一多現(xiàn)場(chǎng)稍有變化就難排查。很多項(xiàng)目喜歡一上來(lái)調(diào)各種權(quán)重參數(shù)結(jié)果系統(tǒng)像個(gè)黑盒出問(wèn)題根本沒(méi)法定位。等業(yè)務(wù)規(guī)則穩(wěn)定了再把電量均衡、工作量均衡這些因子加進(jìn)去才是正路。3.2 路徑規(guī)劃不是直達(dá)最短就最好很多文章提到AGV路徑規(guī)劃上來(lái)就講Dijkstra或A*。A*確實(shí)是最常用的基礎(chǔ)算法但它解決的是最短通行代價(jià)問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)還要考慮其他因素路段擁堵程度、死鎖風(fēng)險(xiǎn)、單向限制、充電樁排隊(duì)。只按距離計(jì)算很容易選一條近路結(jié)果前面三輛車排隊(duì)效率反而更低。工程上常用的做法是給路段加權(quán)重通行時(shí)間、擁塞系數(shù)、是否有施工或封鎖。權(quán)重可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。例如某條道路的通行代價(jià)在高峰時(shí)段自動(dòng)上調(diào)車輛會(huì)自動(dòng)選擇繞行。這有點(diǎn)像手機(jī)地圖的路況導(dǎo)航——不是距離最短而是預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間最短。如果需求再?gòu)?fù)雜比如幾十臺(tái)車、上百個(gè)站點(diǎn)的大園區(qū)場(chǎng)景可以在A*基礎(chǔ)上引入分層規(guī)劃先規(guī)劃區(qū)域級(jí)路徑再規(guī)劃通道級(jí)路徑。分層規(guī)劃的好處是縮短計(jì)算時(shí)間避免每次任務(wù)都把全地圖跑一遍。很多商業(yè)系統(tǒng)性能差異表面上是算法不同實(shí)際上是搜索范圍和剪枝策略不同。3.3 交通管理誰(shuí)先走、誰(shuí)后走是調(diào)度水平的分水嶺交通管理是AGV調(diào)度里最容易被低估的部分。核心問(wèn)題很簡(jiǎn)單同一時(shí)間某個(gè)路段只允許一輛車通過(guò)那該給誰(shuí)行業(yè)里常見(jiàn)的策略有四種策略實(shí)現(xiàn)難度并發(fā)效率適用場(chǎng)景全路段鎖低低車少、路徑簡(jiǎn)單的項(xiàng)目分區(qū)域鎖中中大多數(shù)工廠與倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景預(yù)留窗口高高高節(jié)拍、密集運(yùn)行速度調(diào)節(jié)高高車輛帶測(cè)速能力、復(fù)雜路況我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是項(xiàng)目前期先用區(qū)域鎖區(qū)域劃分做得細(xì)一點(diǎn)穩(wěn)定后再根據(jù)瓶頸優(yōu)化為預(yù)留窗口。這樣甲乙方都容易接受——系統(tǒng)先安全跑起來(lái)再談效率提升。一上來(lái)就上預(yù)留窗口容易在參數(shù)調(diào)優(yōu)上耗費(fèi)大量時(shí)間項(xiàng)目周期撐不住。3.4 死鎖避免與恢復(fù)預(yù)防機(jī)制和兜底機(jī)制都得有死鎖是AGV多車調(diào)度的經(jīng)典難題。常見(jiàn)場(chǎng)景是兩輛車在一條窄通道里相向而行誰(shuí)也退不了后面的車又堵上來(lái)形成一條死鏈。避免死鎖的思路主要有三種拓?fù)湓O(shè)計(jì)上避免交叉沖突路徑規(guī)劃時(shí)提前預(yù)占區(qū)域鎖粒度細(xì)化。這些屬于預(yù)防。但現(xiàn)實(shí)世界總有意外比如某個(gè)路段因臨時(shí)施工被封鎖原本設(shè)計(jì)好的單向環(huán)流被打亂死鎖就可能冒出來(lái)。所以系統(tǒng)必須具備死鎖檢測(cè)與自動(dòng)恢復(fù)能力。我在項(xiàng)目里采用過(guò)一套很樸素的救援流程每個(gè)任務(wù)設(shè)置最長(zhǎng)時(shí)間計(jì)時(shí)超時(shí)觸發(fā)異常流程調(diào)度系統(tǒng)先嘗試重新規(guī)劃路徑讓其中一輛車?yán)@行繞行行不通則下發(fā)原路退回最近岔路口指令退回也不成功再派人工介入同時(shí)把故障信息推送運(yùn)維群這套流程看起來(lái)不高級(jí)但非常管用。很多系統(tǒng)宣稱有防死鎖算法真正落地時(shí)還是得有這種最后防線。沒(méi)有兜底機(jī)制一旦生產(chǎn)高峰出問(wèn)題整個(gè)區(qū)域停擺的損失會(huì)遠(yuǎn)超預(yù)期。4. 調(diào)度系統(tǒng)必須學(xué)會(huì)配合和MES、WMS、立庫(kù)的集成實(shí)戰(zhàn)4.1 上下游系統(tǒng)一條鏈任何一環(huán)掉鏈子都停擺在真實(shí)工廠里AGV調(diào)度系統(tǒng)從來(lái)不單獨(dú)存在。最常見(jiàn)的鏈路是這樣MES推送生產(chǎn)工單和物料需求WMS管理庫(kù)存和庫(kù)位告訴調(diào)度系統(tǒng)貨在哪、空庫(kù)位在哪AGV調(diào)度系統(tǒng)接收搬運(yùn)任務(wù)分配車輛執(zhí)行設(shè)備層包括充電樁、自動(dòng)門(mén)、電梯、輸送線、立庫(kù)堆垛機(jī)如果鏈路上的接口設(shè)計(jì)不嚴(yán)調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部邏輯再完美現(xiàn)場(chǎng)照樣出問(wèn)題。最常見(jiàn)的坑是MES任務(wù)和WMS庫(kù)存信息不一致導(dǎo)致AGV跑到取貨點(diǎn)才發(fā)現(xiàn)托盤(pán)不在。這嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是調(diào)度系統(tǒng)的問(wèn)題但用戶看到的表象就是AGV又停在那里不動(dòng)了。所以做項(xiàng)目時(shí)第一件事不是調(diào)算法而是開(kāi)接口對(duì)接評(píng)審會(huì)把數(shù)據(jù)流、異常反饋、超時(shí)兜底責(zé)任都攤到桌面上說(shuō)清楚。4.2 接口設(shè)計(jì)三件套任務(wù)下發(fā)、狀態(tài)回調(diào)、心跳機(jī)制和外部系統(tǒng)對(duì)接協(xié)議通?？梢詺w為三類消息。不管用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)HTTP/REST、消息隊(duì)列、數(shù)據(jù)庫(kù)中間表邏輯上都要有任務(wù)下發(fā)上游把任務(wù)號(hào)、起始地、目的地、優(yōu)先級(jí)、物料信息推給調(diào)度系統(tǒng)狀態(tài)回調(diào)調(diào)度系統(tǒng)把任務(wù)處理狀態(tài)回傳例如接收、執(zhí)行中、完成、失敗心跳機(jī)制調(diào)度系統(tǒng)定期通知上游我還活著上游超時(shí)未收到心跳即可報(bào)警字段設(shè)計(jì)要考慮未來(lái)擴(kuò)展比如任務(wù)類型、業(yè)務(wù)批次號(hào)、節(jié)拍要求、協(xié)同工位號(hào)。我見(jiàn)過(guò)兩個(gè)系統(tǒng)因?yàn)槿蝿?wù)號(hào)字段不統(tǒng)一聯(lián)調(diào)了半個(gè)月才打通的案例。接口規(guī)范本身不復(fù)雜但一定要寫(xiě)清楚、定死版本不能各改各的。4.3 和電梯、自動(dòng)門(mén)、立庫(kù)的握手邏輯必須有超時(shí)調(diào)度系統(tǒng)還要和物理設(shè)備握手。這里有個(gè)容易被忽略的細(xì)節(jié)任何設(shè)備都可能超時(shí)或故障調(diào)度系統(tǒng)必須定義等待多久算失敗。例如AGV進(jìn)入電梯調(diào)度系統(tǒng)向電梯控制系統(tǒng)發(fā)請(qǐng)求電梯響應(yīng)、到達(dá)樓層、開(kāi)門(mén)的每一步都有時(shí)間開(kāi)銷。如果某一步超時(shí)系統(tǒng)必須決定是繼續(xù)等待、換一臺(tái)電梯還是取消任務(wù)并上報(bào)異常。沒(méi)有超時(shí)處理機(jī)制一個(gè)電梯故障就能讓整個(gè)區(qū)域的任務(wù)全部懸掛最后連正常車輛也被卡在后面。4.4 數(shù)據(jù)一致性兩套系統(tǒng)都以為自己在管同一盤(pán)貨集成項(xiàng)目里最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)問(wèn)題是同一盤(pán)貨在不同的系統(tǒng)里狀態(tài)不一致。MES認(rèn)為任務(wù)已下發(fā)WMS認(rèn)為庫(kù)存還未扣減AGV調(diào)度系統(tǒng)認(rèn)為任務(wù)已執(zhí)行完成。生產(chǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)分叉后后續(xù)所有庫(kù)存校驗(yàn)都會(huì)出錯(cuò)。解決思路是設(shè)立統(tǒng)一的任務(wù)狀態(tài)機(jī)。所有系統(tǒng)都遵循同一套狀態(tài)定義待接收、已接收、執(zhí)行中、已完成、已取消、異常。每個(gè)狀態(tài)變更由源頭系統(tǒng)發(fā)起通過(guò)消息隊(duì)列廣播給其他系統(tǒng)。狀態(tài)機(jī)定得越早集成階段扯皮越少。這塊工作不顯眼但后期穩(wěn)定性全靠它。5. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試戰(zhàn)線拉長(zhǎng)后這些坑我基本都踩過(guò)5.1 死鎖復(fù)盤(pán)兩車面對(duì)面堵死根因在鎖釋放條件回到文章開(kāi)頭的場(chǎng)景。兩輛AGV在窄通道里面對(duì)面堵死后臺(tái)只顯示任務(wù)超時(shí)。我排查時(shí)先看了路徑規(guī)劃確認(rèn)兩個(gè)任務(wù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)確實(shí)都要穿過(guò)這條通道。再看交通鎖邏輯問(wèn)題出在鎖的釋放條件上。當(dāng)時(shí)系統(tǒng)邏輯是車輛進(jìn)入路段時(shí)申請(qǐng)鎖到達(dá)路段終點(diǎn)后判斷能否進(jìn)入下一路段若能則釋放當(dāng)前鎖。這看起來(lái)沒(méi)問(wèn)題。但當(dāng)兩輛車在通道中間相遇且通道寬度不允許錯(cuò)車時(shí)死鎖發(fā)生了——兩輛車都停在通道內(nèi)誰(shuí)也無(wú)法前進(jìn)到下一個(gè)路段終點(diǎn)鎖就永遠(yuǎn)不釋放。調(diào)度系統(tǒng)等不到釋放消息就不派新任務(wù)整個(gè)區(qū)域卡死。復(fù)盤(pán)結(jié)論鎖的管理不能只依賴車輛到達(dá)終點(diǎn)這個(gè)事件還要考慮車輛無(wú)法前進(jìn)的異常狀態(tài)。車載端一旦檢測(cè)到前方阻擋或位置偏差應(yīng)該主動(dòng)上報(bào)讓調(diào)度系統(tǒng)啟動(dòng)繞行或救援流程。5.2 任務(wù)分配不均某幾輛車總是很忙電量長(zhǎng)期失衡還有一次系統(tǒng)表面運(yùn)行正常但看后臺(tái)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)3號(hào)車每天跑120個(gè)任務(wù)1號(hào)車只跑40個(gè)1號(hào)車電量長(zhǎng)期在95%以上。車少任務(wù)多時(shí)問(wèn)題不明顯任務(wù)量上來(lái)后3號(hào)車因?yàn)轭l繁充電反而成為瓶頸。根因在任務(wù)分配算法里沒(méi)有加入電量均衡因子。當(dāng)時(shí)系統(tǒng)只按當(dāng)前位置和任務(wù)距離做最短匹配離得近的車被持續(xù)分配任務(wù)越跑越遠(yuǎn)最后不得不回充。后來(lái)把剩余電量和累計(jì)任務(wù)量加進(jìn)分配權(quán)重狀況立刻改善。順帶說(shuō)一句充電策略也要一起考慮。是低電量回充還是任務(wù)間隙補(bǔ)電會(huì)直接影響可用車輛數(shù)。有些項(xiàng)目把車輛全部集中在固定充電位排隊(duì)導(dǎo)致高峰期無(wú)車可用問(wèn)題往往不是車不夠而是充電策略太死板。5.3 網(wǎng)絡(luò)延遲導(dǎo)致的指令跳步起初根本查不出來(lái)某現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了一個(gè)很隱蔽的故障AGV經(jīng)常在轉(zhuǎn)彎時(shí)突然停下再重新起步。從后臺(tái)日志看調(diào)度系統(tǒng)每500ms下發(fā)一次運(yùn)動(dòng)指令車載端每200ms回復(fù)一次狀態(tài)一切似乎正常。后來(lái)抓包才發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)Wi-Fi在某角落信號(hào)衰減嚴(yán)重指令丟失時(shí)車載端保護(hù)機(jī)制自動(dòng)停車但調(diào)度系統(tǒng)還沒(méi)感知到。這個(gè)問(wèn)題的修復(fù)有三層網(wǎng)絡(luò)層面增加信號(hào)覆蓋、優(yōu)化漫游切換協(xié)議層面增加指令序號(hào)和ACK確認(rèn)車載層面調(diào)整超時(shí)保護(hù)參數(shù)丟一條指令不立即停車等待短窗口后降速過(guò)渡可能有人覺(jué)得這是通信問(wèn)題不算調(diào)度問(wèn)題。但從系統(tǒng)視角看調(diào)度策略必須把通信不確定性當(dāng)作輸入條件不能假設(shè)連接永遠(yuǎn)可靠。我后來(lái)養(yǎng)成的習(xí)慣是在項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)前先做網(wǎng)絡(luò)丟包壓測(cè)而不是等現(xiàn)場(chǎng)偶發(fā)再排查。5.4 地圖與實(shí)際偏差一個(gè)坐標(biāo)系帶來(lái)的連鎖反應(yīng)地圖精度是另一個(gè)高頻坑。AGV導(dǎo)航依賴地圖調(diào)度系統(tǒng)也依賴地圖。如果地圖坐標(biāo)系和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布局存在偏差最典型的癥狀是車輛定位正常但停不準(zhǔn)到了站點(diǎn)誤差超出傳感器允許范圍系統(tǒng)不停報(bào)錯(cuò)連續(xù)卡住任務(wù)。這類問(wèn)題排查起來(lái)極費(fèi)時(shí)間。因?yàn)閺恼{(diào)度日志看一切正常從車載端看定位結(jié)果也在正常范圍但就是和實(shí)際物理位置對(duì)不齊。最后發(fā)現(xiàn)是地圖拼接時(shí)某個(gè)區(qū)域的誤差被拉伸了幾處站點(diǎn)坐標(biāo)全部跟著偏。從此我做項(xiàng)目時(shí)多了一個(gè)要求地圖驗(yàn)收必須做點(diǎn)位穿越測(cè)試讓車輛實(shí)際跑一遍所有站點(diǎn)逐個(gè)核對(duì)停車精度而不是只在軟件里看路徑。6. 自研還是采購(gòu)我的判斷標(biāo)準(zhǔn)和思路6.1 先盤(pán)三筆賬資金、團(tuán)隊(duì)、時(shí)間這是每個(gè)準(zhǔn)備上AGV項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)都會(huì)問(wèn)的問(wèn)題。我的判斷依據(jù)很簡(jiǎn)單自研不是買不起軟件的替代方案而是一種戰(zhàn)略選擇。如果只是采購(gòu)一套系統(tǒng)用直接選成熟產(chǎn)品如果想形成自己的物流調(diào)度能力、多項(xiàng)目復(fù)用那再考慮自研。三筆賬要算清楚資金賬自研的軟件投入不僅是開(kāi)發(fā)費(fèi)用還有后續(xù)升級(jí)維護(hù)、人員穩(wěn)定。如果每年只能招到一個(gè)兼職開(kāi)發(fā)自研成本會(huì)遠(yuǎn)高于買系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)賬有沒(méi)有懂算法和通信協(xié)議的人。有五六個(gè)穩(wěn)定軟件工程師可以自研只有一兩個(gè)人且還要兼顧別的業(yè)務(wù)建議采購(gòu)或外包。時(shí)間賬生產(chǎn)項(xiàng)目往往等不起。自研第一版通常要三到六個(gè)月穩(wěn)定運(yùn)行可能要一年以上成熟軟件最快幾周就能上線。6.2 如果采購(gòu)選型時(shí)看哪些硬指標(biāo)如果決定采購(gòu)不要只盯著宣傳材料里的算法先進(jìn)。我一般看這幾個(gè)硬指標(biāo)評(píng)估維度具體關(guān)注點(diǎn)地圖建模能力支持現(xiàn)場(chǎng)快速建圖嗎地圖更新流程方便嗎車輛接入能力支持多品牌AGV還是必須綁定同一家硬件接口開(kāi)放性對(duì)外API是否齊全能否和現(xiàn)有MES/WMS快速對(duì)接擴(kuò)展性車輛從10臺(tái)擴(kuò)到100臺(tái)現(xiàn)有架構(gòu)是否需要重構(gòu)售后響應(yīng)故障處理流程、備件情況、關(guān)鍵模塊是否有冗余還有一個(gè)容易被忽略的點(diǎn)調(diào)度系統(tǒng)是否支持仿真回放。成熟產(chǎn)品一般都有離線仿真或歷史回放功能能在不占用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的情況下復(fù)現(xiàn)故障、驗(yàn)證新策略。這個(gè)能力在項(xiàng)目調(diào)試期價(jià)值極高沒(méi)有它的系統(tǒng)出了問(wèn)題時(shí)排查成本會(huì)成倍上升。6.3 如果自研建議從最小閉環(huán)開(kāi)始如果決定自研強(qiáng)烈建議不要一開(kāi)始就規(guī)劃成大而全的平臺(tái)。先做最小閉環(huán)一個(gè)調(diào)度引擎、一個(gè)簡(jiǎn)單通信服務(wù)、一個(gè)地圖編輯器。只要能實(shí)現(xiàn)任務(wù)下發(fā)給指定車輛車按指定路徑走完并回報(bào)就算成型。跑通以后再逐步增加交通管理、動(dòng)態(tài)避障、充電策略。我見(jiàn)過(guò)不少團(tuán)隊(duì)想一口氣做對(duì)標(biāo)頭部產(chǎn)品的系統(tǒng)結(jié)果半年過(guò)去還在搭框架。調(diào)度系統(tǒng)代碼量其實(shí)不大難的是細(xì)節(jié)而細(xì)節(jié)只有放在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期跑才能發(fā)現(xiàn)。第一版不必完美但一定要能跑、能改、能復(fù)現(xiàn)問(wèn)題。這套思路不管對(duì)最終做出來(lái)還是中途調(diào)整方向都是最穩(wěn)妥的。最后說(shuō)點(diǎn)實(shí)在的。AGV調(diào)度系統(tǒng)不是靠一個(gè)算法、一個(gè)軟件就能跑好的它是基礎(chǔ)模型、調(diào)度策略、外部協(xié)同和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的綜合體。如果你正打算上一套AGV調(diào)度系統(tǒng)我建議先花時(shí)間把業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)流吃透再談技術(shù)選型。系統(tǒng)好不好最終不是看演示時(shí)車跑得多順暢而是看在生產(chǎn)節(jié)拍、突發(fā)故障、多車并發(fā)時(shí)它還能不能穩(wěn)住。那些深夜打來(lái)的電話才是真正的驗(yàn)收測(cè)試。