AGV小車的現(xiàn)狀與發(fā)展及應(yīng)用的意義

徐博凡　程蘇全

摘 要：AGV全稱自動導(dǎo)引小車（Automatic Guided Vehiele），它是在計算機的控制下，經(jīng)磁或激光等導(dǎo)向裝置引導(dǎo)并沿程序設(shè)定路徑運行完成作業(yè)的無人駕駛自動小車，伺服驅(qū)動。它為現(xiàn)代制造業(yè)、現(xiàn)代物流提供了一種高度柔性化和自動化的運輸方式。

目前AGV小車廣泛運用在制造業(yè)、物流倉儲業(yè)、汽車、造紙等行業(yè)。隨著AGV小車的發(fā)展，努力設(shè)計一個更為合理簡便的操作方式的AGV小車，來適用于更多的領(lǐng)域，AGV得到進一步的推廣。

關(guān)鍵詞：AVG小車；柔性化；自動化

1 AGV小車簡介

（Automated Guided Vehicle，簡稱AGV），通常也稱為AGV小車.指裝備有電磁或光學等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可通過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道（electromagnetic path-following system）來設(shè)立其行進路線，電磁軌道黏貼于地板上，無人搬運車則依靠電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。

2 AGV小車的背景

五十年代，第一臺自動導(dǎo)引車是由Barrett電子公司在美國開發(fā)成功。但在六十年代和七十年代AGV技術(shù)主要在歐洲得到發(fā)展。八十年代，發(fā)展中心又轉(zhuǎn)移到美國。目前在國內(nèi)AGV的應(yīng)用逐漸開始推廣。從應(yīng)用的行業(yè)分析，分布面非常廣闊，有汽車工業(yè)、飛機制造業(yè)、家用電器行業(yè)、煙草行業(yè)、機械加工、倉庫、郵電部門等。這說明AGV在我國有一個潛在的廣闊市場。隨著社會科技的發(fā)展和市場需求水平的提高，AGV技術(shù)也有其自身的主要發(fā)展方向。

3 AGV小車的現(xiàn)狀

AGV的市場正向二極化方向發(fā)展，一個是向自動化程度高的高檔市場發(fā)展；另一個是向流通領(lǐng)域、辦公室等大多數(shù)以人為接點的低檔市場發(fā)展。

AGV正向多導(dǎo)向方式、智能化發(fā)展。要實現(xiàn)預(yù)定的搬運計劃、發(fā)揮無人搬運車的優(yōu)勢，關(guān)鍵取決于導(dǎo)向系統(tǒng)。電磁導(dǎo)向方式是最先開發(fā)的AGV導(dǎo)向方式，目前應(yīng)用的范圍最為廣泛。但由于電磁導(dǎo)向方式的缺點，相繼出現(xiàn)了光學導(dǎo)向方式、磁石導(dǎo)向方式、激光導(dǎo)向、標記追蹤導(dǎo)向及圖像傳感器導(dǎo)向方式等。多種導(dǎo)向方式充分體現(xiàn)了無人搬運系統(tǒng)高柔性、高效率、高可靠性、低成本的發(fā)展特點，并正向智能化方向發(fā)展，使AGV技術(shù)達到新水平。

對AGV進行工程可行性分析驗證時，愈來愈多的使用系統(tǒng)仿真方法。專用仿真語言將使用戶使用方便，仿真費用將不斷降低，一般仿真系統(tǒng)包括有彩色圖形輸入與顯示系統(tǒng)，仿真處理機和仿真語言。

目前，中國正面臨著人口老齡化，勞動力成本上升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的壓力，此外一些行業(yè)因技術(shù)、工作環(huán)境等原因也會造成招工難現(xiàn)象。AGV小車是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。自上世紀60年代世界上出現(xiàn)第一臺工業(yè)AGV以來，AGV小車技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展并不是很快，近幾年工業(yè)4.0概念如火如荼，2010年后AGV小車產(chǎn)品呈現(xiàn)出快速“偽增長”，雖然AGV產(chǎn)品可以成為柔性制造系統(tǒng)（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的自動化工具，但在現(xiàn)階段并未出現(xiàn)爆發(fā)式增長，同時大量熱錢涌入，國家和地方政策等因素多數(shù)企業(yè)僅僅出于帶著“搭便車”的心態(tài)進入AGV產(chǎn)業(yè)，在AGV產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)上并沒有太多核心技術(shù)積累和創(chuàng)新，仍停留在上世紀日本淘汰的技術(shù)體系。由于AGV小車產(chǎn)品應(yīng)用范圍很廣，單機技術(shù)附加值并不高，但作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化設(shè)備之一，對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著重要的作用。

4 AGV小車的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域

AGV/AGV模塊化設(shè)計研究，由于不同的AGV/AGV之間有許多的模塊的功能是相同的，因此為了能夠適應(yīng)不同的使用要求和縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，最好是采用模塊化的設(shè)計方法，將AGV的各功能模塊設(shè)計成不同的系列，再根據(jù)具體的使用要求進行組合。

AGV系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)愈來愈多地具有跟蹤物料和儲存信息的功能，以支持“準時制”生產(chǎn)，以便允許與AGV間或任何其他控制器進行通信。

把AGV和移動機器人的能夠進行靈活操作的優(yōu)點結(jié)合起來，使之具有更高的科技含量和取得更前沿的應(yīng)用。

AGV在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將繼續(xù)增長，并進入生活服務(wù)行業(yè)，其中包括辦公室、醫(yī)院、賓館、郵政部門、超級市場和高爾夫球場等。

5 應(yīng)用AGV小車的意義

磁導(dǎo)航傳感器是AGV小車中定位的核心部件，它是利用集磁道釘?shù)拇艌鎏匦匝芯看判盘枡z測、車輛與磁道釘之間相對運動于一體的試驗平臺。在此平臺上模擬實地的車輛磁道釘導(dǎo)航自動駕駛設(shè)計車輛的直線運動、S形運動以及加速等運動模式，并編寫軟件程序?qū)崿F(xiàn)功能需求。

5.1 AGV小車先進性

AGV集光、機、電、計算機為一體，綜合了當今科技領(lǐng)域先進的理論和應(yīng)用技術(shù)。導(dǎo)引能力強，定位精度高，自動駕駛作業(yè)性能好。

5.2 AGV小車靈活性

能夠很快捷地與各類RS/AS入/出口、生產(chǎn)線、裝配線、輸送線、站臺、貨架、作業(yè)點等有機結(jié)合。能夠根據(jù)不同的需求，以不同的組合，實現(xiàn)各種不同的功能。能最大限度地縮短物流周轉(zhuǎn)周期，降低物料的周轉(zhuǎn)消耗，實現(xiàn)來料與加工、物流與生產(chǎn)、成品與銷售等的柔性銜接，最大限度地提高生產(chǎn)系統(tǒng)的工作效率。

5.3 AGV小車可靠性

在AGV系統(tǒng)的工作過程中，每一步都是一系列數(shù)據(jù)和信息的通訊交換過程，后臺有強大的數(shù)據(jù)庫支持，消除了人為因素，充分地保證AGV作業(yè)過程的可靠性，完成任務(wù)的及時性，數(shù)據(jù)信息的準確性。

5.4 AGV小車獨立性

AGV能自成系統(tǒng)，在沒有其他系統(tǒng)支持條件下，作為一個獨立單元完成特定任務(wù)。

5.5 AGV小車兼容性

AGV不僅能獨立工作，而且更善于與其他生產(chǎn)系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、控制管理系統(tǒng)等緊密結(jié)合，具有突出的兼容性和良好的適應(yīng)性。

5.6 AGV小車安全性

AGV作為無人駕駛的自動車輛，具有較完善的安全防護能力。有智能化的交通管理，安全避碰，多級警示，緊急制動，故障報告等。能夠在許多不適宜人類工作的場合發(fā)揮獨特作用。

5.7 AGV小車示范性

代表先進的生產(chǎn)力，是企業(yè)技術(shù)進步的象征。能促進人員素質(zhì)、管理水平的提高。AGV還能促進企業(yè)標準化、規(guī)范化、信息化的基礎(chǔ)建設(shè)。

作者簡介：

徐博凡：鄭州大學機械工程學院在讀研究生；

程蘇全：鄭州大學機械工程學院在讀研究生。

（作者單位：鄭州大學機械工程學院）