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日行5万步只为高可靠的无线零漫游网络

对于在某电商公司10多万㎡仓储中心里负责IT运维的赵明来说,每年的618、双十一促销季都是一场攻坚战:为了提高货品的拣选效率,公司在前两年就引入了AGV无人车进行货品搬运,虽然机器人的搬运效率远远高于人工,但在搬运过程中却经常因为网络问题导致AGV“趴窝”,这让赵明不得不时刻绷紧自己的神经。

某电商公司仓储中心

但在前不久的2020年双十一,该仓储中心的货品处理数量上升了30%,在本该到来的新一轮不眠之夜中,赵明却说自己轻松了很多。这并不是因为运维部门增加了人手,而是因为仓储中心在10月底刚刚部署的锐捷工业无线零漫游解决方案,让无线AP漫游的丢包率从原先的2%陡降至不足千分之一,同时漫游的平均时延小于10ms,AGV无人车因为网络出现的“趴窝”情况得到根治。

漫游丢包率降低20倍的背后,是锐捷研发团队二十年如一日的不断积累和在工业无线零漫游场景中持续创新的成果。

从AGV无人车频繁“掉链子”说起

说起无线网络漫游,相信很多上班族都有体会。在办公区域联接Wi-Fi上网时,常常会在跨越不同AP覆盖范围的时候,感受到突如其来的“卡顿”,这是由于无线网络在漫游切换时出现了高延时抖动、丢包的问题。

AGV无人车应用场景也存在这个问题,而且问题要严峻很多。对于普通人来说,无线网络漫游中出现“卡顿”,无非是多走几步路或是等待几秒钟就可以解决,一般不会带来什么损失。但是,在仓储、车间等工作环境之中,AGV无人车“我在哪、我要去哪、怎么去”等关键信息与指令都需要通过网络传送和接收,而在AGV无人车快速移动过程中一旦出现超过千分之一的网络丢包率,很有可能导致部分设备失联或是停止响应,造成业务中断。

AGV无人车

随着智能制造、智慧物流的兴起,AGV无人车得到了越来越广泛的应用,而AGV频繁“掉链子”的现象也日益凸显。

在了解到制造、电商等行业客户反馈的需求痛点之后,锐捷网络的研发人员经过反复的实地勘测,他们发现这个问题并不是想象中那么容易解决。

这一方面是因为,在工厂、仓储等实际应用场景之中,大量金属货架、金属生产设备林立,货道狭小,现代工业的钢铁丛林和大量电子设备,都会对Wi-Fi信号传输有非常严重的干扰。另外一方面,不同的工厂或仓储中心往往部署着不同类型、不同品牌的AGV小车,这些AGV设备在网络兼容性、网络性能等方面千差万别,如果只是针对某些型号的AGV设备进行硬件适配和性能调优,这样的无线零漫游解决方案很可能出现局部AGV设备漫游丢包率极低、应用效果良好,但其他AGV设备漫游丢包率又急剧上升的问题。

AGV小车联网原理

除了AGV之外,在电商、物流企业的生产环境中广泛应用的PDA扫码枪等无线联网设备同样需要频繁跨AP区域移动使用,对于无线网络的漫游质量同样有着极高的要求。

为了解决这一棘手问题,有的业界厂商推出了整体优化方案,但是,这种方案往往需要配合特定的网卡和插件才能实现无损漫游,而且实际的网络丢包率仍高达0.5%-1%,难以满足AGV网络漫游丢包率<=0.1%的质量指标要求。

“目前,国内其他厂商还没能真正达到AGV小车的网络质量指标要求,这是行业的挑战,也是锐捷网络义不容辞的责任!”负责工业无线零漫游解决方案产品经理叶祖新强调。

立足场景创新,锐捷匠心打造工业无线零漫游解决方案

在敏锐的捕捉到用户需求之后,锐捷依托在无线网络技术方面的深厚积淀,组建了工业无线零漫游研发团队,运用TRIZ解题工具和方法,通过系统功能模型的建立分析、因果链分析,以及冲突解决理论工具的应用,找到了对应的发明原理解法,并转化为工业无线零漫游解决方案实践应用。

在经过反复论证之后,锐捷工业无线零漫游解决方案研发团队发现,从无线网络调度管理模式入手,而非在硬件层面进行大幅改动,有助于降低方案的应用门槛,同时能够简化部署。基于这一结论,研发团队得到了“BSSID跟随+BSS预迁移+动态阈值决策算法”的最优解,以优化AP切换时重关联的时间,并实现AC根据设备当前的信号动态状态来进行切换。

“网络技术最优解的确立对于工业无线零漫游很关键,但并不意味着我们可以一蹴而就地解决问题。事实上,更大的挑战在于面向实际应用场景的持续优化与验证”,叶祖新指出,“大部分客户的AGV小车、PDA设备都存在较大差异,网络部署环境也是各有不同,针对单一环境进行验证的解决方案无法放之四海而皆准,这就需要进行反复的测试,以化解方案中潜藏的漏洞和问题”。

为了验证各种可能存在的情况,工业无线零漫游研发团队的小伙伴们经常要在数万平米的仓库里来回不停的走上几个小时,每天的“步数”动辄高达4~5万步。那段时间,以“宅”著称的研发覃工实现了“微信运动”的全面“霸榜”,甚至还引来了家庭的“小风波”:为了降低对于客户的干扰,他只能在晚上十点仓库下班之后再去现场“溜达”,连续数周的“夜不归宿”和“夜行奔波”,简直“画美不看”……

锐捷工业无线零漫游解决方案优化结果

功不唐捐、玉汝于成,经过大半年的奋战,研发团队终于收获了预想中的成果:在部署锐捷工业无线零漫游解决方案之后,无线网络的漫游丢包率从原先的2%降低到0.1%,漫游平均时延小于10ms,完美实现了AGV小车、PDA等无线设备在快速移动下的“真·无线零漫游”。

客户认可,是对“日行5万步”的最好表彰

目前,在福州荆溪万全配送中心、厦门强力巨彩光电、江苏群力、达闼机器人、九州通仓储等客户的实际生产环境中,锐捷工业无线零漫游解决方案都获得了成功的应用,在真实场景中实现了小于千分之一的漫游丢包率,无线网络质量得到全面提升。

回到文章开头,该仓储中心IT运维主管赵明对于锐捷方案部署后的转变印象深刻,“感谢锐捷网络研发、测试和实施人员的共同努力,在部署了锐捷工业无线零漫游解决方案之后,我们的AGV、PDA在仓库多个AP之间漫游再也没有出现过丢包的问题,在2~3m/s的移动速度下,AGV小车运行稳定、无卡顿、无中断,同时稳定的回传结果,大大降低了我们的运维工作负担”。据测算,仓储中心在双十一期间的工作效率提升了足有40%。

在短短8个月的时间里打造出如此“独具匠心”的工业无线零漫游解决方案,叶祖新在总结研发经验与心得时表示,“通过团队的协同努力,以及TRIZ工具的应用,我们发现场景创新需要从更多的用户场景入手,重新定义问题和解题,找到最优解,并从方案评估中快速进行市场价值验证,实现产品的不断打磨、精进,为客户带来更大的价值”。

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