简述AGV通信接口标准-VDA5050

引言

德国汽车工业协会(德语：Verband der Automobilindustrie e. V.)简称VDA，通过 其"VDA 5050 "接口，早在2019年起，不同制造商的车辆已经可以相互联网。现在有一个更新。

现在，在VDA和德国机械设备制造业联合(VDMA)物料搬运和内部物流协会的协调下，在德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)物料搬运和物流系统研究所(IFL)的支持下，该接口得到了进一步发展，推出了2.0.0版本。

新版本定义了自动导引车(AGV)的必要参数和可选参数，这些参数必须由AGV事先传达给控制系统。除了订单接受逻辑的变化和枚举的强制性符号的调整外，还对允许的字符和字段长度进行了修正，以及其他方面。

VDA生产、物流和售后部门的负责人Robert Cameron说："增强的VDA 5050接口是行业的一个里程碑。 有了VDA 5050，我们正在使处理日益复杂的生产链变得非常容易，而且该接口为整个工业部门提供了相应的巨大机会。兴趣也是巨大的，超出了汽车行业"。VDMA物料搬运和内部物流协会自动导引车专业部门负责人Andreas Scherb强调："随着新版本的推出，第一批客户项目和去年AGV Mesh-Up现场测试的重要经验已经得到落实。"宝马集团丁格芬和德布勒森工厂的物流规划主管Peter Kiermaier说："作为项目组的积极成员，宝马集团从一开始就支持VDA 5050的发展，并从2021年3月开始担任VDA项目组主席。我们已经在几个项目中成功使用VDA 5050，包括智能运输机器人、自主牵引列车和自主叉车。它被设定为新的自动导引车招标的标准。由于简化了新的自动驾驶车辆类型的连接和整合，到目前为止，VDA 5050的期望已经完全实现。接下来扩大VDA 5050的步骤，如整合地图和区域，将带来进一步的协同效应。"

VDA 5050 2.0.0版本在VDA网站上向用户提供英语和德语版本。

1. 背景：为何需要VDA5050**

汽车制造业作为自动导引车（AGV）应用的最早市场之一，为AGV在过去几十年的发展提供了持续的动力。这也促使了AGV在汽车自动化市场的高度成熟化。同时，汽车制造生产商也在AGV的发展方向和驱动力上扮演着举足轻重的地位，例如大众，宝马，奔驰等德系汽车制造生产商。

在汽车制造产线上，越来越多的AGV系统被应用集成。而这些AGV系统通常并不是由同一个供应商提供，每个供应商的AGV车辆只能与其定制的车辆调度系统配合，而来自不同AGV车辆供应商的AGV之间并不能相互通用。

为了改变这个情况，在过去的一两年内，德国汽车工业协会（VDA）和德国机械工业协会（VDMA）合作共同起草一份通信标准，来实现不同车辆调度系统 和不同AGV车辆之间的通信交互问题。而这个通信标准就命名为VDA5050。

2. 定义：什么是VDA5050

VDA5050定义了车辆调度系统和AGV车辆之间的通信接口，以科尔摩根NDC的产品为例，车辆调度软件SMNG和采用CVC700车辆控制器的AGV是通过定制的车辆通信接口来实现订单、车辆状态等信息的实时更新。

而VDA5050可以作为一个标准通信接口，通过MQTT标准消息协议来实现通信交互过程，例如车辆调度软件SMNG和采用第三方车辆控制器的AGV进行通信交互。亦或者采用CVC700控制器的AGV和第三方车辆调度系统进行通信交互。最终实现科尔摩根NDC的车辆调度软件SMNG和车辆控制器CVC700对VDA5050的双向兼容。

目前科尔摩根NDC的CVC700控制器已在欧洲成功试验第三方调度系统的适配，同时，SMNG也正在开发适配VDA5050标准，目标对采用第三方控制器的AGV实现调度控制，预计在2022年年底会有相应的成果展示。

3.内容：VDA5050定义了哪些接口标准

根据2022年发布的最新VDA5050 - 2.0版本，其涵盖的内容如下：

1. 任务状态接口标准 （order）

车辆调度系统下发到AGV车辆的任务信息，包括但不限于任务ID，车辆的行驶路径，操作指令等。可选接口信息：车辆位置，最大速度，货叉高度等。

1. 即时操作指令接口标准（InstantActions）

除了任务状态接口可以下发操作指令外，车辆调度系统也可直接发送即时操作指令到AGV车辆，即时操作指令类型包括：

• 停止/恢复车辆运行
• 充电/放电
• 初始化车辆坐标
• 当前车辆状态查询
• 上料/卸料
• 当前车辆配置参数查询

1. 车辆状态接口标准（State）

车辆状态信息包含：绑定任务ID，分配路径线段状态，分配路径点状态，操作指令状态，当前车辆位置，速度，载货状态等。

1. 监控软件接口标准（Visualization）

车辆可将当前位置和速度等状态信息发送到监控软件，从而实现车辆状态的可视化监控。

1. 连接接口标准（Connection）

AGV车辆初始化进入系统时，需要向调度系统发送连接请求。每隔15秒，车辆调度系统和AGV车辆之间会有一次心跳交互，来诊断当前AGV是否正常连接到系统。

1. 车辆配置参数接口标准（Factsheet）

AGV车辆可以直接发送当前车辆的配置参数到调度系统，包括：车辆类型，尺寸参数、驱动类型、载货参数、定位参数等。

4.优势：VDA5050对终端用户

意味着什么

如今，市面上的AGV供应商层出不穷，对于终端客户来说，一旦选用不同供应商提供的AGV系统，就会面临如下问题：

系统交互不兼容：不同AGV系统交叉路径区域交通管制困难。

调试工具不统一：不同AGV供应商的软件需要单独安装学习。

空间利用不高效：不同AGV系统的路径规划相互独立，无法融合到一个整体规划。

当采用统一的VDA5050通信协议后，如上问题都会得到有效的改善。标准化的通信接口可以帮助终端客户更好的实施不同品牌的车辆融合，减少复杂程度。

对于科尔摩根NDC来说，独特的合作伙伴机制帮助实现了不同AGV车辆品牌的兼容，例如杭叉、丰田、林德、诺力、合力等品牌的AGV车辆。强大的CVC700车辆控制器已经可以适配各种不同的车型、驱动类型和车辆品牌，这在适配VDA5050上具备着一定的优势。

5.未来：VDA5050会如何发展

目前，VDA和VDMA协会在VDA5050 2.0版本的基础上也开始了对AGV车辆行驶路径和地图的格式进行标准制定（Layout interchange format）。由于不同AGV车辆供应商采用的路径设计软件和格式相互独立，所以当车辆调度系统调用第三方车辆供应商的AGV时也会遇到地图兼容问题。该LIF标准对路径地图的车辆类型、线段属性、点属性和站点属性进行了标准制定。

未来，随着更多的车辆调度软件供应商和AGV车辆供应商适配VDA5050，越来越多的通信模块会加入到VDA5050标准。例如：导航模块通信标准等。科尔摩根NDC目前也收到来自VDA和VDMA协会的邀请，届时也会将科尔摩根NDC的设计理念融入到该标准中，实现更开放的AGV车辆控制和调度。

预计在2023年第一季度，VDA5050会有下一版本的更新，

pdf: https://download.csdn.net/download/a1058926697/87779868

链接: https://github.com/VDA5050/VDA5050.git